FR2599895A1

FR2599895A1 - Multi-element standby accumulator

Info

Publication number: FR2599895A1
Application number: FR8707876A
Authority: FR
Inventors: Yariv Geva
Original assignee: Tadiran Israel Electronics Industries Ltd
Current assignee: Tadiran Israel Electronics Industries Ltd
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1987-12-11
Also published as: GB2192482A; DE3718788A1; IL79066A; IL79066A0; GB8713368D0

Abstract

ACCUMULATEUR DE RESERVE COMPRENANT UN EMPILAGE D'ELEMENTS DE PILE ELECTROCHIMIQUE AU LITHIUM-CHLORURE DE THIONYLE ET UNE AMPOULE CASSABLE 20 CONTENANT L'ELECTROLYTE, LA CASSURE DE CETTE AMPOULE ACTIVANT L'ACCUMULATEUR. L'EMPILAGE COMPREND UNE SERIE DE DISQUES EN METAL PORTANT SUR UNE SURFACE UNE COUCHE DE LITHIUM ET, SUR LA SURFACE OPPOSEE, UNE COUCHE DE NOIR DE CARBONE LIE, CES DISQUES 15 ETANT SEPARES PAR DES SEPARATEURS 19. DES COLLECTEURS DE COURANT 13, 22 SONT CONNECTES RESPECTIVEMENT AVEC LES COUCHES EXTREMES DE LITHIUM ET DE CARBONE. L'ENSEMBLE DE L'EMPILAGE ET DE L'AMPOULE D'ELECTROLYTE EST CONTENU DANS UN BOITIER 13 ET DES MOYENS 24 SONT PREVUS POUR BRISER L'AMPOULE LORSQUE L'ACCUMULATEUR DOIT ETRE MIS EN ACTION.RESERVE ACCUMULATOR INCLUDING A STACK OF LITHIUM-THIONYL CHLORIDE ELECTROCHEMICAL BATTERY ELEMENTS AND A BREAKABLE BULB 20 CONTAINING THE ELECTROLYTE, THE BREAKING OF THIS BULB ACTIVATES THE ACCUMULATOR. THE PACKAGE INCLUDES A SERIES OF METAL DISCS BEARING A LITHIUM LAYER ON ONE SURFACE AND, ON THE OPPOSITE SURFACE, A BONDED CARBON BLACK LAYER, THESE DISCS 15 BEING SEPARATED BY SEPARATORS 19. CURRENT COLLECTORS 13, 22 ARE RESPECTIVELY CONNECTED WITH THE EXTREME LAYERS OF LITHIUM AND CARBON. THE ENTIRE STACK AND THE ELECTROLYTE BULB ARE CONTAINED IN A BOX 13 AND MEANS 24 ARE PROVIDED FOR BREAKING THE BULB WHEN THE ACCUMULATOR IS TO BE ACTIVATED.

Description

La présente invention se rapporte à un accumulateur de réserve du typeThe present invention relates to a reserve accumulator of the type

chlorure de thionyle-lithium comportant une pluralité d'éléments, dans lequel l'électrolyte est conservé dans une ampoule scellée, jusqu'à. l'activation de l'accumulateur. Il existe une grande variété d'accumulateurs de réserve. On connaît de tels accumulateurs de réserve qui sont utilisés comme source d'énergie électrique dans des obus, l'accumulateur étant mis en service après le tir de 10 l'obus. Habituellement,-on utilise les forces engendrées par l'accélération de l'obus lors du tir, pour casser l'ampoule contenant l'électrolyte. Lorsque le projectile est de type rotatif, la force centrifuge refoule l'électrolyte dans les éléments de l'accumulateur. Le stockage séparé 15 de l'électrolyte procure une très longue durée de vie au stockage et une sécurité de stockage. Il est avantageux d'utiliser une source unique d'électrolyte (cathode liquide) et cet électrolyte doit mouiller uniformément et rapidement tous les éléments individuels de l'accumulateur. Ce mouilla20 ge rapide et cette mise en service rapide de l'accumulateur thionyl-lithium chloride comprising a plurality of elements, in which the electrolyte is stored in a sealed ampoule, up to. activation of the accumulator. There is a wide variety of reserve batteries. Such reserve accumulators are known which are used as a source of electrical energy in shells, the accumulator being put into service after the shell has been fired. Usually, the forces generated by the acceleration of the shell during firing are used to break the bulb containing the electrolyte. When the projectile is of the rotary type, the centrifugal force forces the electrolyte back into the cells of the accumulator. Separate storage of the electrolyte provides a very long storage life and storage security. It is advantageous to use a single source of electrolyte (liquid cathode) and this electrolyte must uniformly and quickly wet all the individual elements of the accumulator. This rapid wetting and rapid commissioning of the accumulator

présentent souvent des difficultés. often present difficulties.

La présente invention a pour objet un accumulateur à éléments multiples du type lithium-chlorure de thionyle, comportant une ampoule séparée d'électrolyte (cathode liqui25 de) qui est scellée et qui est cassée lorsque l'accumulateur de réserve doit être mis en service. La mise en service est effectuée au moyen d'une masse cinétique qui est située à l'extérieur de l'enceinte effective de l'accumulateur de réserve proprement dit, cette masse cinétique servant 30 à mettre l'accumulateur en fonction dans des conditions de déclenchement générant une accélération non adéquate pour briser une ampoule du type utilisé. À Conformément à 1' invention, l'accumulateur comprend une pluralité d'éléments électrochimiques individuels 35 et une ampoule, contenant l'électrolyte, placée sur le dessus de l'empilage d'éléments, un espace central étant prévu pour la pénétration rapide de l'électrolyte lors de la mise en fonction de l'accumulateur. A la partie supérieure du boîtier d'accumulateur et à l'extérieur des limites de ce boîtier est prévue une masse cinétique présentant une saillie, de préférence en son centre, ce qui facilite la cassure de l'ampoule lorsque l'accumulateur est soumis à une accélération adéquate. La séquence des composants de l'accumulateur est essentiellement la suivante: élément d'absorption 10 de choc, collecteur de courant, disques en métal inerte The subject of the present invention is a multiple-cell accumulator of the lithium-thionyl chloride type, comprising a separate ampoule of electrolyte (liquid cathode) which is sealed and which is broken when the reserve accumulator is to be put into service. Commissioning is carried out by means of a kinetic mass which is situated outside the effective enclosure of the reserve accumulator proper, this kinetic mass serving to put the accumulator into operation under conditions of trigger generating an acceleration not adequate to break a bulb of the type used. According to the invention, the accumulator comprises a plurality of individual electrochemical cells 35 and a bulb, containing the electrolyte, placed on top of the stack of cells, a central space being provided for the rapid penetration of the electrolyte when the battery is switched on. At the upper part of the accumulator housing and outside the limits of this housing is provided a kinetic mass having a projection, preferably in its center, which facilitates the breaking of the bulb when the accumulator is subjected to adequate acceleration. The sequence of the components of the accumulator is essentially as follows: shock absorbing element 10, current collector, inert metal discs

tels que des disques en nickel, à une surface desquels est appliquée une mince couche de lithium et à l'autre surface desquels est appliquée une couche de noir de carbone liée. such as nickel discs, on one surface of which is applied a thin layer of lithium and on the other surface of which is applied a layer of bonded carbon black.

Ces disques sont séparés les uns des autres par des sépara15 teurs appropriés. These discs are separated from each other by suitable separators.

Ainsi, chacune de ces plaquettes de nickel, comportant sur une face une couche de lithium de 0,2 mm d'épaisseur environ (qui peut être supportée par un.grillage approprié) et, sur l'autre face, une couche de noir de carbone 20 acétylénique, également liée par un liant approprié tel Thus, each of these nickel plates, comprising on one side a layer of lithium of approximately 0.2 mm thick (which can be supported by an appropriate mesh) and, on the other side, a layer of black of acetylene carbon 20, also bound by a suitable binder such as

que du téflon ou analogue, sert à la fois d'anode, de cathode et de connexion entre celles-ci. as teflon or the like, serves both as an anode, cathode and connection therebetween.

Des séparateurs sont placés entre ces plaquettes. Separators are placed between these plates.

Un empilage d'une telle succession de plaques métalliques à double revêtement avec des séparateurs intercalés constitue un accumulateur à éléments multiples qui est activé A stack of such a succession of double-coated metal plates with interleaved separators constitutes a multiple-cell accumulator which is activated

par l'impact de la masse cinétique. by the impact of the kinetic mass.

Il est clair qu'on peut régler à volonté la masse cinétique en fonction des accélérations auxquelles l'accumu30 lateur sera finalement soumis, de manière à avoir un degré adéquat de sécurité tout en assurant que l'ampoule cassable d'électrolyte se brisera lorsque l'accumulateur devra être It is clear that the kinetic mass can be adjusted as desired according to the accelerations to which the accumulator will ultimately be subjected, so as to have an adequate degree of safety while ensuring that the frangible electrolyte bulb will break when the accumulator should be

mis en action.put into action.

L'invention sera mieux comprise à la lumière de 35 la description de son mode de réalisation, non limitatif, The invention will be better understood in the light of the description of its non-limiting embodiment,

représenté sur les dessins annexés, non à l'échelle, dans lesquels: Fig. 1 est une vue de côté et en coupe d'un accumulateur conforme à l'invention, et Fi. 2 est une vue à plus grande échelle d'une shown in the accompanying drawings, not to scale, in which: FIG. 1 is a side view in section of an accumulator according to the invention, and Fi. 2 is an enlarged view of a

partie de l'accumulateur de la figure 1. part of the accumulator of figure 1.

Comme représenté, l'accumulateur de réserve 11 comprend une cuve 12 dans laquelle est logé l'accumulateur à éléments multiples enfermé dans un autre boîtier 13 en matière conductrice qui entoure une enveloppe 14 en matière isolante à l'intérieur de laquelle sont placés une pluralité d'éléments toroîdaux empilés 15. Ainsi, le boîtier 13 sert de borne négative de l'accumulateur et il est prévu une borne 16 insérée dans la jonction verre-métal 17 fixée à 15 une pièce de couverture 18 qui est avantageusement soudée au boîtier. Des joints toriques isolants 19 servent à séparer les éléments individuels les uns des autres, pour As shown, the reserve accumulator 11 comprises a tank 12 in which is housed the multiple-element accumulator enclosed in another case 13 of conductive material which surrounds an envelope 14 of insulating material inside which a plurality are placed stacked toroidal elements 15. Thus, the housing 13 serves as a negative terminal of the accumulator and there is provided a terminal 16 inserted in the glass-metal junction 17 fixed to 15 a cover piece 18 which is advantageously welded to the housing. Insulating O-rings 19 serve to separate the individual elements from each other, to

réduire la fuite de courant de l'accumulateur en service. reduce the current leakage from the accumulator in service.

Au-dessus de cet empilage est placée une ampoule 20 qui Contient l'électrolyte liquide 21 et sert également de connexion avec le boîtier métallique. A l'autre extrémité de l'empilage est prévu un disque métallique 22,qui est soudé à la borne positive et qui fonctionne comme collecteur de Above this stack is placed a bulb 20 which contains the liquid electrolyte 21 and also serves as a connection with the metal casing. At the other end of the stack is provided a metal disc 22, which is welded to the positive terminal and which functions as a collector of

courant, et une rondelle isolante 23 qui empêche le court25 circuit du collecteur de courant avec le boîtier métallique. current, and an insulating washer 23 which prevents short-circuiting of the current collector with the metal case.

Au-dessus de l'ampoule 20 et à l'extérieur du boitier 13 est prévue une masse 24 comportant une saillie centrale 25 qui est utilisée comme masse cinétique et qui est capable de briser l'ampoule lorsque l'accumulateur est 30 soumis à une accélération adéquate. Une telle masse cinétique activable convient bien pour la mise en service de ce type d'accumulateur de réserve lors du tir de projectiles Above the bulb 20 and outside the casing 13 is provided a mass 24 comprising a central projection 25 which is used as kinetic mass and which is capable of breaking the bulb when the accumulator is subjected to a adequate acceleration. Such an activatable kinetic mass is well suited for the commissioning of this type of reserve accumulator when firing projectiles.

à accélération relativement faible. at relatively low acceleration.

Il est entendu que des modifications de détail 35 peuvent être apportées dans la forme et la construction It is understood that changes in detail can be made in form and construction

du dispositif suivant l'invention.of the device according to the invention.

Claims

1. Reserve accumulator (11) of the thionyl lithium chloride type with multiple elements, comprising a breakable sealed bulb (20) which contains the electrolyte or liquid cathode (21), characterized in that it comprises, 5 & inside a suitable housing, a series of discs (15) of inert metal on one surface of which is applied a layer of lithium and on the other surface of which is applied a layer of bonded carbon black, these discs being separated from each other others by separators (19), this stack constituting the multiple elements, negative and positive current collectors being provided, the bulb containing the electrolyte being placed inside the case (13), a kinetic mass ( 24) being placed outside this casing and being capable of breaking the breakable am15 hen when an adequate acceleration is applied to the reserve accumulator, which causes the accumulator to operate substantially instantaneously

by bringing its components into contact with the electrolyte.

2. Accumulator according to claim 1, ca20 characterized in that the inert metal discs are of annular shape and in that the electrolyte bulb (20) has a protuberance which penetrates into the opening defined by the central space stacking discs and separators.

3. Accumulator according to claim 1 or 2, characterized in that the kinetic mass (24) comprises

a central projection (25) opposite the accumulator elements, which facilitates the breaking of the electrolyte bulb.