PL85282B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest bateria elektryczna ze stosem ogniw warstwowych scisnietych ze soba, zwlaszcza ogniw sodowo-siarkowych.Celem wynalazku jest zbudowanie korzystnego i prostego ukladu sciskajacego.Wedlug wynalazku bateria elektryczna ze stosem ogniw warstwowych scisnietych ze soba przy po¬ mocy ukladu sciskajacego, w sklad którego wcho¬ dza sworznie polozone wzdluz podluznej osi stosu i dostarczajace sily sciskajacej, charakteryzuje sie tym, ze na jednym koncu stosu jest umieszczony co najmniej jeden element kompensujacy o wiek¬ szym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej niz sworznie, poprzez który to element kompensujacy jest dostarczana sila sciskajaca, dzieki czemu roz¬ szerzalnosc cieplna baterii nie powoduje zmniejsza¬ nia sily sciskajacej stos.W baterii elektrycznej wedlug wynalazku w sklad ogniw wchodza sciskane uszczelki podtrzy¬ mywane przez uklad sciskajacy.W jednym rozwiazaniu baterii elektrycznej we¬ dlug wynalazku element kompensujacy zawiera plytke koncowa, laczaca sie z jednym koncem sto¬ su.W innym rozwiazaniu bateria elektryczna we¬ dlug wynalazku jest wyposazona w pewna liczbe elementów kompensujacych i zawiera tulejki za¬ mocowane na sworzniach i laczace sie z elemen¬ tem koncowym stosu. Wymieniony element konco¬ wy zawiera nakladke obejmujaca koniec stosu, sworznie przechodza przez wywiniete na zewnatrz obrzeza nakladek, tak ze tulejki opieraja sie jed¬ nym koncem o obrzeze i nie wystaja poza stos.Nakladka ma scianke zewnetrzna skierowana w strone od krawedzi obrzeza ku blizszemu koncowi stosu.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na pod¬ stawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwsze przykladowe rozwiazanie baterii wedlug wynalazku w przekroju poprzecznym, fig. 2 — od¬ miane baterii wedlug pierwszego przykladowego wykonania w przekroju, przy czym na rysunku przedstawiony jest jedynie fragment tego przekro¬ ju, fig. 3 — odmiane baterii z fig. 2, a fig. 4 — odmiane baterii przedstawionej na fig. 3.Bateria wedlug wynalazku, która jest przedsta¬ wiona na fig. 1 sklada sie ze stosu ogniw 1, które sa scisniete ze soba. W sklad kazdego ogniwa wchodzi pierscieniowa obudowa 2 wykonana na przyklad ze spieku tlenków glinu, gietkie elektrody plytkowe 4 polaczone szczelnie z obudowa 2 przy pomocy uszczelek 3, przy czym kazda z plytkowych elektrod 4 jest elektroda dwubiegunowa i jest ele¬ mentem dwóch sasiednich ogniw. W poprzek obu- dowy 2, bezposrednio przy jej krancu wstawiona jest szczelnie przylegajaca do obudowy 2 membra¬ na 5 wykonana na przyklad z beta tlenku glinu i stanowiaca staly elektrolit. Pomiedzy elektroda¬ mi 4 i membrana 5 znajduja sie przestrzenie 7 i 8 tworzace strefy katodowe i anodowe ogniwa. 85 2823 85 282 4 Stos ogniw 1 scisniety jest pomiedzy dwoma tarczami 10, które sa wykonane z glinu i sa ze so¬ ba sciagniete przy pomocy elementów sciagajacych w postaci stalowych przelotowych sworzni 12 z na¬ kretkami 11. Sworznie te ustawione sa równolegle do podluznej osi stosu i sa rozmieszczone wokól niego. Na fig. 1 sa przedstawione jedynie dwa ta¬ kie sworznie z nakretkami, ale calkowita ich licz¬ ba moze byc wybrana dowolnie w zaleznosci od pozadanej równomiernosci rozkladu nacisku. Aby pomiedzy obydwoma tarczami wykonanymi z gli¬ nu nie wystepowalo polaczenie elektryczne, prze¬ pusty dla sciagajacych sworzni 12 wyscielane sa tulejkami z tlenku glinu alfa, a pomiedzy glów¬ kami sworzni 12 i tarczami 10 z glinu umieszczone * *s% azbestowe plytki 14.Stalowe sworznie 12 maja wiekszy wspólczyn- - nik rozszerzalnosci cieplnej niz ogniwa 1. Tak wiec m fli4u, ntrjjmniTtin sily sciagajacej ogniwa na od¬ powiednim "poziomie przy wzroscie temperatury do temperatury pracy ogniwa, grubosc obu tarcz 10 jest odpowiednio obliczona, a material, z którego sa wykonane jest tak dobrany, aby mial wspól¬ czynnik rozszerzalnosci cieplnej wiekszy niz stal, w opisywanym przypadku materialem tym jest glin.Liniowe rozszerzenie sie dwóch glinowych tarcz polaczonych ze soba przy pomocy stalowych sworzni z nakretkami przekracza i kompensuje rozszerzalnosc liniowa sworzni 12. Dzieki temu w normalnej temperaturze pracy baterii, na przyklad przy 350°C utrzymana zostaje sila sciagajaca ogni¬ wa. ....,,-,.Przy mniejszych róznicach temperatury materia- lem kofmipeinisujacyim razszrzailnosc cieiplna swo¬ rzni moze byc stubstancja, lub mieszanina substan¬ cji organicznych posiadajaca duzy wspólczynnik rozszerzalnosci cieplnej. Material ten musi byc od¬ porny na dzialanie wysokiej temperatury.Obliczeniowa dlugosc wstawki z glinu konieczna dla utrzymania nacisku w stosie ogniw wynosi okolo 50°/o dlugosci stosu. Moze okazac sie konie¬ czne powiekszenie tej dlugosci w celu skompenso¬ wania wplywu sciskania sie uszczelek, które moga byc uzywane w przypadku uszczelniania poszcze¬ gólnych ogniw stosu. Fig. 2 przedstawia odmiane konstrukcji przedstawionej na fig. 1, w której wy¬ konane z gjinu tarcze 10 zastapione zostaly przez glinowe tulejki 16, które sa nalozone oddzielnie na sworznie 12- i które opieraja sie jednym koncem o koncowa plytke 15 poprzez izolacyjna podklad¬ ke 13.W konstrukcji eksperymentalnej bateria sklada¬ la sie z dwudziestu ogniw 1 zestawionych z uszczel¬ kami z materialu „grafoil", które tworzyly uszczel¬ ki 3. Dlugosc kompensacyjnej glinowej tulejki 16 wynosila 90tyo dlugosci stosu. Bateria pracowala przy temperaturze 350°C oddajac moc elektryczna przy napieciu 40V, a nacisk we wszystkich uszczel¬ kach byl utrzymany.W drugiej konstrukcji eksperymentalnej zesta¬ wiono stos zlozony z trzech ogniw, przy czym gli¬ nowe tulejki mialy dlugosc odpowiadajaca 150% dlugosci stosu. Mechaniczne uszczelnienie przez scisnienie bylo skutecznie utrzymane przy pracy w temperaturze 350°C.Na fig. 3 stos ogniw oznaczony jest przez 20.Koncowe nakladki 21 obejmuja konce stosu ogniw i sa ze soba scisniete przy pomocy nakretek i sworzni 23 i 24. Sworznie te przechodza przez wywiniete na zewnatrz obrzeza 26 nakladek 21 i wywieraja nacisk powodujacy scisniecie stosu za posrednictwem przekladek w postaci tulejek na¬ lozonych na sworznie 24. Polaczenie elektryczne jest przerwane dzieki zastosowaniu ceramicznej przekladki 25 wykonanej z tlenku glinu. Wspól¬ czynnik rozszerzalnosci cieplnej elementów 21, 22 i 24 jest taki, ze sciskanie uszczelkami 3 (fig. 1) stosu ogniw oraz uformowane, zostaje utrzymane niezaleznie od temperatury pracy. Przy takiej kon¬ strukcji calkowita dlugosc baterii jest mniejsza, niz dlugosc baterii przedstawiona na fig. 2, ponie¬ waz glinowe tulejki 22 nie powoduja zwiekszenia dlugosci baterii ponad dlugosc stosu.Fig. 4 przedstawia konstrukcje analogiczna do konstrukcji przedstawionej na fig. 3 z tym wyjat¬ kiem, ze nakladki koncowe 21 posiadaja zewnetrz¬ na scianke 27, która powieksza sztywnosc i wy¬ trzymalosc nakladek 21. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Bateria elektryczna ze stosem ogniw war¬ stwowych scisnietych ze soba przy pomocy ukladu sciskajacego, w sklad którego wchodza sworznie polozone wzdluz podluznej osi stosu i dostarcza¬ jace sily sciskajacej znamienna tym, ze na jednym koncu stosu ogniw (1) jest umieszczony co naj¬ mniej jeden element kompensujacy (10) o wiek¬ szym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej niz sworznie (12), poprzez który to element kompensu¬ jacy (10) jest dostarczana sila sciskajaca, dzieki czemu rozszerzalnosc cieplna baterii nie powoduje zmniejszenia sily sciskajacej stos ogniw (1). 2. Bateria elektryczna wedlug zastrz. 1, zna¬ mienna tym, ze w sklad ogniw wchodza sciskane uszczelki (3) podtrzymywane przez uklad sciska¬ jacy. 3. Bateria elektryczna wedlug zastrz. 1 lub 2, * znamienna tym, ze element kompensujacy zawie¬ ra koncowa plytke (15) laczaca sie z jednym kon¬ cem stosu ogniw (1). 4. Bateria elektryczna wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, ze jest wyposazona w pewna liczbe elementów kompensujacych i zawiera tulejki (16, 22) zamocowane na sworzniach (12, 24) i laczace sie z elementem koncowym stosu ogniw (20). 5. Bateria elektryczna wedlug zastrz. 4, zna¬ mienna tym, ze wymieniony element koncowy za¬ wiera nakladke obejmujaca koniec stosu (20), sworznie (12, 24) przechodza przez wywiniete na zewnatrz obrzeza (26) nakladek tak, ze tulejki (22) opieraja sie jednym koncem o obrzeze (26) i nie wystaja poza stos (20). 6. Bateria elektryczna wedlug zastrz. 5, zna¬ mienna tym, ze nakladka (12) ma scianke zewne¬ trzna (27) skierowana w strone od krawedzi obrze¬ za (26) ku blizszemu koncowi stosu (20). 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6085 282 FIG. I FIG.

2. TT/Bp # <-# 1^ FIG.3 —\U i i t l } ' ' ' ''»gJ FIG. 4 IW HJJJJJlJJJJ jO # 75. £7 L22 -2* -23 PL