RU138805U1

RU138805U1 - LITHIUM ION BATTERY

Info

Publication number: RU138805U1
Application number: RU2013148130/07U
Authority: RU
Inventors: Хожбауди Хамзатович Альвиев; Сергей Николаевич Барзуков; Владимир Андреевич Солдатенко; Дмитрий Анатольевич Шиганов
Original assignee: Хожбауди Хамзатович Альвиев; Сергей Николаевич Барзуков; Владимир Андреевич Солдатенко; Дмитрий Анатольевич Шиганов
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-03-27

Abstract

1. Литий-ионный аккумулятор (ЛИА), включающий герметичный корпус с крышкой, в котором размещен блок из одной или более пар положительных и отрицательных электродов, разделенных пористым сепаратором, пропитанным органическим электролитом, при этом на торцах блока нанесено покрытие из меди или алюминиево-цинкового сплава, отличающийся тем, что электроды выполнены плоскими прямоугольной формы, пористые сепараторы в блоке выполняют функцию электродных подложек, при этом блоки поджаты усилием до 8 кг/см.2. ЛИА по п.1, отличающийся тем, что активные массы электродов обоих знаков нанесены на подложки только с одной стороны подложки.3. ЛИА по п.1, отличающийся тем, что в активные массы положительных электродов известных составов на этапе приготовления суспензий дополнительно введены не окисленные частицы алюминия с размерами от 0,1 до 10 мкм в количестве не менее 0,0025 г/смпокрываемой поверхности.4. ЛИА по п.1, отличающийся тем, что в активные массы отрицательного электрода известных составов на этапе приготовления суспензий дополнительно введены не окисленные частицы металлов с размером от 0,1 до 10 мкм, алюминия, в количестве не менее 0,0025 г/смпокрываемой поверхности для электродов на основе нанотитаната лития, и меди в количестве не менее 0,0135 г/смпокрываемой поверхности для электродов на основе углерода, кремния или их смеси.5. ЛИА по п.1, отличающийся тем, что пары электродов различных знаков собраны в блок сторонами, обратными сторонам, на которые нанесены слои активных масс.6. ЛИА по п.5, отличающийся тем, что электроды различных знаков снабжены закраинами, при этом электроды в сборке расположены так, что закраины находятся по1. Lithium-ion battery (LIB), including a sealed case with a cover, which houses a block of one or more pairs of positive and negative electrodes separated by a porous separator impregnated with an organic electrolyte, while the ends of the block are coated with copper or aluminum. zinc alloy, characterized in that the electrodes are flat rectangular, porous separators in the block perform the function of electrode substrates, while the blocks are pressed with a force of up to 8 kg / cm. 2. LIB according to claim 1, characterized in that the active masses of the electrodes of both signs are applied to the substrate on only one side of the substrate. LIB according to claim 1, characterized in that in the active masses of positive electrodes of known compositions at the stage of preparing suspensions, unoxidized aluminum particles with sizes from 0.1 to 10 μm are additionally introduced in an amount of at least 0.0025 g / cm of the surface to be coated. LIB according to claim 1, characterized in that in the active masses of the negative electrode of known compositions at the stage of preparation of suspensions, non-oxidized metal particles with a size of 0.1 to 10 μm, aluminum, in an amount of at least 0.0025 g / cm of the surface to be coated for electrodes based on lithium nanotitanate and copper in an amount not less than 0.0135 g / cm2 of the coated surface for electrodes based on carbon, silicon or their mixture. 5. LIB according to claim 1, characterized in that pairs of electrodes of different signs are assembled into a block by the sides, opposite sides, on which layers of active masses are applied. LIB according to claim 5, characterized in that the electrodes of different signs are provided with rims, while the electrodes in the assembly are located so that the rims are along

Description

Полезная модель относится к перезаряжаемым литиевым электрохимическим источникам тока - литий-ионным аккумуляторам (ЛИА).The utility model relates to rechargeable lithium electrochemical current sources - lithium-ion batteries (LIA).

Из известных ЛИА наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является ЛИА, включающий герметичный корпус с крышкой, в котором размещен блок из одной или более пар положительных и отрицательных электродов, разделенных пористым сепаратором, электроды снабжены токопроводящими подложками, а на торцах блока нанесено покрытие из меди или алюминиево-цинкового сплава (см. патент РФ №129301 U, Кл. H01M 10/52, 20.06.2013).Of the known LIAs, the LIA closest in the set of essential features and achieved technical result is LIA, which includes a sealed housing with a lid, in which a block of one or more pairs of positive and negative electrodes separated by a porous separator is placed, the electrodes are provided with conductive substrates, and coating of copper or aluminum-zinc alloy (see RF patent No. 129301 U, CL. H01M 10/52, 06/20/2013).

Недостатки этого ЛИА заключаются, во-первых, в том, что половина поверхности 4-х слоев активных масс блокирована токопроводящими подложками; во-вторых, в том, что использование указанных подложек создают стоимостные, организационные и технологические трудности в производстве.The disadvantages of this LIA are, firstly, that half of the surface of 4 layers of active masses is blocked by conductive substrates; secondly, the fact that the use of these substrates creates cost, organizational and technological difficulties in production.

Указанные недостатки известного ЛИА иллюстрирует фиг. 1.These disadvantages of the known LIA are illustrated in FIG. one.

На ней показано поперечное сечение пакета (из одной пары электродов и двух сепараторов) ЛИА.It shows the cross section of the package (from one pair of electrodes and two separators) LIA.

Пакет включает: а) анод, состоящий из подложки 1 и слоев активной массы 2 на каждой стороне подложки;The package includes: a) an anode consisting of a substrate 1 and layers of active mass 2 on each side of the substrate;

б) катод, состоящий из подложки 3 и слоев активной массы 4 на каждой стороне подложки;b) a cathode consisting of a substrate 3 and layers of active mass 4 on each side of the substrate;

в) два сепаратора 5.c) two separators 5.

Подложки в данном случае, либо фольговые, либо из металлизированных полимерных лент.In this case, the substrates are either foil or metallized polymer tapes.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение удельных электрических разрядных характеристик ЛИА и снижение стоимости производства.The technical result of the proposed utility model is to increase the specific electrical discharge characteristics of the LIA and reduce the cost of production.

Указанный технический результат достигается тем, что ЛИА включает герметичный корпус с крышкой, в котором размещен блок из одной или более пар положительных и отрицательных электродов, разделенных пористым сепаратором, пропитанным органическим электролитом, при этом на торцах блока нанесено покрытие из меди или алюминиево-цинкового сплава, при этом электроды выполнены плоскими прямоугольной формы, пористые сепараторы в блоке выполняют функцию электродных подложек, блоки поджаты усилием до 8 кг/см².The specified technical result is achieved by the fact that the LIA includes a sealed housing with a cover, in which a block of one or more pairs of positive and negative electrodes is placed, separated by a porous separator impregnated with an organic electrolyte, while the ends of the block are coated with copper or aluminum-zinc alloy moreover, the electrodes are made flat rectangular in shape, the porous separators in the block perform the function of electrode substrates, the blocks are pressed with a force of up to 8 kg / cm ² .

Использование плоских электродов и сепараторов в качестве электродных подложек позволяет существенно повысить удельные разрядные характеристики за счет уменьшения габаритов блока электродов и двойного увеличения активной поверхности электродов.The use of flat electrodes and separators as electrode substrates can significantly increase the specific discharge characteristics due to a decrease in the dimensions of the electrode block and a double increase in the active surface of the electrodes.

Целесообразно, чтобы активные массы электродов обоих знаков были нанесены на подложки только с одной стороны подложки. Это позволяет объединять электроды в блок путем соединения обратными сторонам, на которые нанесены слои активных масс.It is advisable that the active masses of the electrodes of both signs be applied to the substrates on only one side of the substrate. This allows you to combine the electrodes into a block by connecting the reverse sides, on which the layers of active masses are applied.

Целесообразно, чтобы в активные массы положительных электродов известных составов на этапе приготовления суспензий дополнительно были введены не окисленные частицы алюминия с размерами от 0,1 до 10 мкм в количестве не менее 0,0025 г/см² покрываемой поверхности. Введение частиц алюминия в состав активной массы обеспечивает требуемую проводимость электрода.It is advisable that in the active masses of the positive electrodes of known compositions at the stage of suspension preparation, non-oxidized aluminum particles with sizes from 0.1 to 10 microns in an amount of at least 0.0025 g / cm ^{2 of the} surface to be coated are additionally added. The introduction of aluminum particles into the active mass provides the required conductivity of the electrode.

Целесообразно, чтобы в активные массы отрицательных электродов известных составов на этапе приготовления суспензий дополнительно были введены не окисленные частицы металлов с размером от 0,1 до 10 мкм, алюминия, в количестве не менее 0,0025 г/см² покрываемой поверхности для электродов на основе нанотитаната лития, и меди в количестве не менее 0,0135 г/см² покрываемой поверхности для электродов на основе углерода, кремния или их смеси. Введение указанных частиц состав активной массы обеспечивает требуемую проводимость электрода. В приведенной ниже таблице указаны металлы предпочтительно подходящие для внесения в активные массы электродов, технологии изготовления из этих металлов неокисленных порошков, а также способы защиты порошков от окисления в процессе их хранения и загрузки в миксер.It is advisable that in the active masses of negative electrodes of known compositions at the stage of suspension preparation, non-oxidized metal particles with a size of 0.1 to 10 μm, aluminum, in an amount of at least 0.0025 g / cm ^{2 of the} coated surface for electrodes based on lithium nanotitanate and copper in an amount of at least 0.0135 g / cm ^{2 of the} surface to be coated for electrodes based on carbon, silicon or a mixture thereof. The introduction of these particles, the composition of the active mass provides the required conductivity of the electrode. The table below shows the metals that are preferably suitable for incorporation into the active masses of the electrodes, the manufacturing techniques of unoxidized powders from these metals, as well as methods for protecting the powders from oxidation during storage and loading into the mixer.

Регламентируемые позицииRegulated Positions Активные материалы:Active materials: анодаanode катодаcathode углерод, кремний, их смесиcarbon, silicon, mixtures thereof нанотитанат литияlithium nanotitanate кобальтат лития, олевин, полиоксиды и др.lithium cobaltate, olevin, polyoxides, etc. 1. Металл частиц1. Metal particles медьcopper алюминийaluminum алюминийaluminum 2. Размер частиц, мкм, предпочтительно2. The particle size, microns, preferably 0,1-100,1-10 0,1-100,1-10 0,1-100,1-10 3. Технология изготовления порошков (первый передел - выполняется в нейтральной или защитной среде)3. Powder manufacturing technology (first redistribution - performed in a neutral or protective environment) Диспергирование методом высокоскоростной закалки из расплаваHigh Speed Melt Quenching Диспергирование методом электродугового шоопирования проволокиDispersion by electric arc wire shoping 4. Технология изготовления порошков (второй4. Powder manufacturing technology (second Диспергирование в мельницах тонкого помолаDispersion in fine mills

передел - выполняется только в нейтральной среде)redistribution - performed only in a neutral environment) 5. Требования к срокам хранения порошков, а также к условиям их хранения и при засыпке в миксер5. Requirements for the shelf life of the powders, as well as the conditions for their storage and when filling in the mixer Сроки хранения порошков - не более 24-х часов после извлечения из мельниц тонкого помола, влажность при хранении, транспортировке к миксеру и при засыпке в миксер - не более 15%Shelf life of powders - no more than 24 hours after extraction from the mills of fine grinding, humidity during storage, transportation to the mixer and when filling into the mixer - not more than 15%

Целесообразно, чтобы пары электродов различных знаков были собраны в блок сторонами, обратными сторонам, на которые нанесены слои активных масс. Это обеспечивает работу обеих сторон электродов.It is advisable that the pairs of electrodes of different signs were collected in a block with the sides opposite to the sides on which layers of active masses are applied. This ensures the operation of both sides of the electrodes.

Целесообразно, чтобы электроды различных знаков были снабжены закраинами, при этом, электроды в сборке расположены так, что закраины находятся по разные стороны от продольной оси электродов. Наличие закраин снижает вероятность закорачивания электродов.It is advisable that the electrodes of different signs were provided with flanges, while the electrodes in the assembly are located so that the flanges are on different sides from the longitudinal axis of the electrodes. The presence of flanges reduces the likelihood of shorting the electrodes.

Целесообразно, чтобы собранные в блок электроды различных знаков только в продольном направлении были смещены одни относительно других на расстояние не более 3 мм.It is advisable that the electrodes of various signs assembled in the block only in the longitudinal direction be displaced one relative to the other by a distance of not more than 3 mm.

Целесообразно, чтобы размеры закраин на электродах не превышали 3 мм.It is advisable that the dimensions of the edges on the electrodes do not exceed 3 mm

Целесообразно, чтобы ЛИА был снабжен системой охлаждения с термодатчиками.It is advisable that the LIA be equipped with a cooling system with temperature sensors.

Целесообразно, чтобы ЛИА был снабжен воздушной системой охлаждения, при этом толщина блока электродов составляет не более 6 мм.It is advisable that the LIA be equipped with an air cooling system, while the thickness of the electrode block is not more than 6 mm.

Целесообразно, чтобы ЛИА был снабжен жидкостной системой охлаждения, при этом толщина блока электродов составляет не более 12 мм.It is advisable that the LIA was equipped with a liquid cooling system, while the thickness of the electrode block is not more than 12 mm.

Наличие системы охлаждения позволяет существенно увеличить разрядные токи.The presence of a cooling system can significantly increase discharge currents.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию ”новизна”.The analysis of the prior art showed that the claimed combination of essential features set forth in the utility model formula is unknown. This allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Сущность полезной модели поясняется чертежами и описанием конструкции и технологии изготовления ЛИА.The essence of the utility model is illustrated by drawings and description of the design and manufacturing technology of LIA.

На фиг. 1 представлено поперечное сечение известного ЛИА.In FIG. 1 shows a cross section of a known LIA.

На фиг. 2, эскиз «а», представлен в 3-х проекциях двухэлектродный блок ЛИА предлагаемой полезной модели.In FIG. 2, a sketch “a” is presented in 3 projections of a two-electrode LIA unit of the proposed utility model.

На фиг. 2, основной эскиз, представлен состоящий из многих пар электродов блок электродов (БЭ) предлагаемой полезной модели с нанесенными на торцы проводящими слоями меди и алюминиево-цинкового сплава и приваренными к ним выводами от анодной и катодной групп электродов.In FIG. 2, a basic sketch is presented, consisting of many pairs of electrodes, an electrode block (BE) of the proposed utility model with conductive layers of copper and an aluminum-zinc alloy deposited onto the ends and leads welded to them from the anode and cathode groups of electrodes.

На фиг. 3 представлен вариант исполнения ЛИА предлагаемой полезной модели с жидкостным охлаждением.In FIG. 3 presents an embodiment of the LIA of the proposed utility model with liquid cooling.

На фиг. 4 представлено поперечное сечение ЛИА предлагаемой полезной модели с жидкостным охлаждением.In FIG. 4 shows a cross section of the LIA of the proposed utility model with liquid cooling.

Для целей пояснения принципа построения конструкции блоков ЛИА предлагаемой полезной модели ее двухэлектродный блок показан на фиг. 2, эскиз «а».For the purpose of explaining the principle of constructing the construction of LIA blocks of the proposed utility model, its two-electrode block is shown in FIG. 2, sketch "a".

а) Слои активных масс положительного электрода (1) и отрицательного электрода (4) нанесены непосредственно на поверхности пористых сепараторов (соответственно 2 и 3), которые одновременно выполняют функцию подложек электродов;a) The layers of active masses of the positive electrode (1) and the negative electrode (4) are deposited directly on the surface of porous separators (2 and 3, respectively), which simultaneously serve as electrode substrates;

б) Активные массы электродов обоих знаков (1 и 4) нанесены только с одной стороны каждой из подложек-сепараторов (2 и 3);b) The active masses of the electrodes of both signs (1 and 4) are deposited only on one side of each of the separator substrates (2 and 3);

в) Пары электродов различных знаков (1-2 и 4-3) собраны в блок сторонами, обратными сторонам, на которые нанесены слои активных масс (соответственно 1 и 4);c) Pairs of electrodes of different signs (1-2 and 4-3) are assembled in a block by the sides, reverse sides, on which layers of active masses are applied (1 and 4, respectively);

г) Электроды различных знаков (1-2 и 4-3) снабжены закраинами, при этом электроды в сборе расположены так, что закраины находятся по разные стороны от оси электродов, а их подложки (соответственно 2 и 3) в поперечном направлении не смещены одна относительно другой;d) The electrodes of different signs (1-2 and 4-3) are provided with flanges, while the electrodes are assembled so that the flanges are on opposite sides from the axis of the electrodes, and their substrates (2 and 3, respectively) are not displaced in the transverse direction relatively different;

д) Размеры закраин, обозначенные символом «S», не превышают 3 мм;e) The dimensions of the flanges indicated by the symbol "S" do not exceed 3 mm;

е) Сепараторы (5), разделяющие внешние поверхности слоев активных масс (соответственно 1 и 4) каждой пары электродов различных знаков, состоят из двух слоев.f) Separators (5), separating the outer surfaces of the layers of active masses (respectively 1 and 4) of each pair of electrodes of different signs, consist of two layers.

ж) Электроды одного знака смещены в продольном направлении относительно электродов другого знака на величину «ℓ», причем эта величина не может превышать 3 мм.g) The electrodes of one sign are offset in the longitudinal direction relative to the electrodes of another sign by the value "величину", and this value cannot exceed 3 mm.

Как двухэлектродные, так и многоэлектродные блоки электродов ЛИА предлагаемой полезной модели по окончанию сборки укладываются в стопки (как правило, не более 25÷50 блоков в стопке) и подвергаются подпрессовке усилием до 8 кг/см².Both two-electrode and multi-electrode blocks of the LIA electrodes of the proposed utility model are stacked at the end of assembly (usually no more than 25 ÷ 50 blocks per stack) and are subjected to preloading of up to 8 kg / cm ² .

В подпрессованном виде блоки фиксируются в струбцинах.In the prepressed form, the blocks are fixed in clamps.

После фиксации в струбцинах на торцы блоков на всех участках выхода на торцы блока соответствующих активных масс напыляются:After fixing in clamps on the ends of the blocks in all sections of the exit to the ends of the block, the corresponding active masses are sprayed:

- если в состав активной массы электрода входят частицы меди - медь;- if the active mass of the electrode includes copper particles - copper;

- если в состав активной массы электрода входят частицы алюминия - алюминиево-цинковый сплав.- if the active mass of the electrode includes aluminum particles - an aluminum-zinc alloy.

В предлагаемой полезной модели слои металлов наносятся, как указано на фиг. 2., основной эскиз, а именно, слой 6 наносится с двух сторон в местах выхода на поверхность торцов блока слоев активных масс отрицательного электрода, а слой 7 - с двух сторон, в местах выхода на поверхность торцов блока активных масс положительного электрода.In the proposed utility model, metal layers are applied as indicated in FIG. 2., the main sketch, namely, layer 6 is applied on two sides at the points of exit of the negative electrode active mass layers on the surface of the ends of the block, and layer 7 is applied on both sides, at the ends of the positive electrode active masses on the ends of the block.

Т.о. проводящие слои активных масс (проводимость которых улучшена добавлением в активные массы порошков алюминия и меди) вступают в контакт со слоями металлов, нанесенных на торцы, например, шоопированием.T.O. conductive layers of active masses (whose conductivity is improved by adding aluminum and copper powders to the active masses) come into contact with layers of metals deposited on the ends, for example, by shooping.

После завершения металлизации торцов производится приварка токовыводов 8 отрицательного электрода и токовыводов 9 положительного электрода (также в группе), см. фиг. 2.After the metallization of the ends is completed, the current leads 8 of the negative electrode and the current leads 9 of the positive electrode are welded (also in the group), see FIG. 2.

После завершения перечисленных выше операций блоки в группе в струбцинах поступают на вакуумную сушку, совмещенную с термостабилизацией, а затем подвергаются вакуумной пропитке электролитом. После пропитки электролитом блоки в струбцинах охлаждаются, затем извлекаются из вакуумной камеры.After completion of the above operations, the blocks in the group in clamps are fed to a vacuum dryer, combined with thermal stabilization, and then subjected to vacuum impregnation with electrolyte. After impregnation with electrolyte, the blocks in the clamps are cooled, then removed from the vacuum chamber.

Избыток электролита удаляется центрифугированием, после чего струбцины разбираются, а блоки поступают на сборку.Excess electrolyte is removed by centrifugation, after which the clamps are disassembled, and the blocks arrive at the assembly.

Установка ЛИА предлагаемой полезной модели в корпусInstalling the LIA of the proposed utility model in the housing

В практике разработок ЛИА, предназначенных для работы в системах стабилизации частоты в сетях, в источниках бесперебойного питания, в других применениях, где в течение длительного времени необходимо поддерживать большие разрядные токи, имеет место тенденция - существенное ограничение одного из трех размеров ЛИА - толщины (с целью создания условий для отвода тепла).In the practice of developing LIA designed for operation in frequency stabilization systems in networks, uninterruptible power supplies, and in other applications where it is necessary to maintain large discharge currents for a long time, there is a tendency - a significant limitation of one of the three sizes of LIA - thickness (with to create conditions for heat dissipation).

Из множества примеров достаточно указать на максимально допустимые толщины ЛИА в конструкциях американской компании Altairnano и корейской компании КОКАМ.Of the many examples, it is enough to indicate the maximum permissible thicknesses of LIB in the designs of the American company Altairnano and the Korean company KOKAM.

В первом случае речь идет о ЛИА с анодом на основе нанотитаната лития емкостью 60А∗ч с R_вн 0,55 мОм при толщине аккумулятора 12,5 мм (из них на сам пакет электродов и сепараторов приходится 12,2 мм, остальное - двойная толщина защитной пленки).In the first case, we are talking about a LIA with an anode based on lithium nanotitanate with a capacity of 60A * h with R _vn 0.55 mOhm with a battery thickness of 12.5 mm (of which 12.2 mm falls on the electrode and separator package itself, the rest is double thickness protective film).

Во втором - о ЛИА с анодом на основе углерода емкостью 75А∗ч при R_вн 0,5 мОм при толщине аккумулятора 12,3 мм (из них на сам пакет электродов и сепараторов приходится 12 мм, на защитную пленку - 0,3 мм).In the second, about LIA with a carbon-based anode with a capacity of 75A * h at R _vn 0.5 mOhm with a battery thickness of 12.3 mm (of which 12 mm are on the electrode and separator package itself, and 0.3 mm on the protective film) .

Аккумуляторы Altairnano работают в составе поставленной на поток смонтированной в 53-хфутовом контейнере батареи мегаватного модуля при токе до 6С в постоянном режиме в системе стабилизации частоты сети.Altairnano batteries operate as part of a megawatt module battery delivered to a stream mounted in a 53-foot container at a current of up to 6 ° C in a constant mode in the network frequency stabilization system.

Аккумуляторы КОКАМ собираются в модули по 12÷14 штук последовательно соединенных элементов и работают также до 6С в системах сбережения энергии (ESS).KOKAM accumulators are assembled into modules of 12 ÷ 14 pieces of series-connected elements and also work up to 6C in energy conservation systems (ESS).

При длительной работе ЛИА при больших токах и при толщинах пакетов «электроды + сепараторы» 12 мм для обеспечения теплового режима (равновесия по теплу) достаточно кондиционера (Altairnano) либо вентилятора (КОКАМ).With long-term operation of the LIA at high currents and with a thickness of the packages “electrodes + separators” of 12 mm, an air conditioner (Altairnano) or a fan (KOKAM) is sufficient to ensure the thermal regime (equilibrium in heat).

ЛИА полезной модели, предлагаемой нами, при ее схожести с известными ЛИА тех же Altairnano и КОКАМ, в силу конструктивных особенностей (отсутствие фольговых подложек) могут иметь разрядные токи, близкие к 12C.The LIA of the utility model proposed by us, with its similarity to the known LIAs of the same Altairnano and KOKAM, due to design features (absence of foil substrates) can have discharge currents close to 12C.

Следовательно, их работоспособность в течение длительного времени будет возможна только при еще более высоких скоростях отвода тепла и при охлаждении таких ЛИА в воздушной среде толщина их пакета (блока) электродов не может быть равной 12 мм, она не может превышать 6 мм.Therefore, their operability for a long time will be possible only at even higher rates of heat removal and when such LIAs are cooled in air, the thickness of their package (block) of electrodes cannot be equal to 12 mm, it cannot exceed 6 mm.

Сказанное выше, однако, не запрещает нам принять, что толщину пакета (блока) ЛИА предлагаемой полезной модели, равную 12 мм, можно разрешить для случая охлаждения такого ЛИА в жидкой среде.The above, however, does not prohibit us from accepting that the thickness of the LIA package (block) of the proposed utility model, equal to 12 mm, can be resolved for the case of cooling such LIA in a liquid medium.

Теперь обратимся к фиг. 3 и 4.Turning now to FIG. 3 and 4.

Блок электродов прямоугольной формы (БЭ) помещен в стальной корпус 11-1 из луженной тонколистовой (0,15÷0,4 мм) стали, глубина корпуса соизмерима с толщиной блока электродов (не более 12 мм) и незначительно превышает ее.A square-shaped electrode block (BE) is placed in a steel casing 11-1 of tinned thin-sheet (0.15 ÷ 0.4 mm) steel, the depth of the casing is comparable to the thickness of the electrode block (no more than 12 mm) and slightly exceeds it.

К напыленным на боковые торцы блока электродов проводящим слоям 6 и 7 приварены токовыводы, соответственно 8 и 9.To the conductive layers 6 and 7 sprayed onto the lateral ends of the electrode block, current leads are welded, respectively 8 and 9.

Блок БЭ с проводящими слоями и токовыводами изолирован от корпуса 11-1 прокладками 10.The BE unit with conductive layers and current leads is isolated from the housing 11-1 by gaskets 10.

Токовыводы 8 и 9 выведены через проходные изоляторы 18, которые припаяны по контуру к корпусу 11-1.The current leads 8 and 9 are brought out through bushing insulators 18, which are soldered along the contour to the housing 11-1.

На выходе из изоляторов токоотводы припаяны к токоведущим частям изоляторов.At the outlet of the insulators, the down conductors are soldered to the live parts of the insulators.

Корпус 1-1 после завершения перечисленных операций запаян крышкой 11-2 из тонколистовой (0,15÷0,4 мм) луженной стали (крышка 11-2 - см. фиг. 4). Этой операцией завершается сборка собственно ЛИА предлагаемой полезной модели. Естественно, что если этот ЛИА будет предназначен для работы в воздушной среде, толщина его пакета не должна превышать 6 мм.The housing 1-1 after completion of the above operations is sealed with a cover 11-2 of sheet steel (0.15 ÷ 0.4 mm) tinned steel (cover 11-2 - see Fig. 4). This operation completes the assembly of the actual LIA of the proposed utility model. Naturally, if this LIA will be designed to work in air, the thickness of its package should not exceed 6 mm.

Если же предусматривается охлаждение в жидкой среде, например, водой, то толщина блока ЛИА будет иметь размер более 6 мм, но не более 12 мм. Сборка изделий в этом случае производится так.If cooling is provided in a liquid medium, for example, with water, then the thickness of the LIA unit will have a size of more than 6 mm, but not more than 12 mm. Assembly of products in this case is as follows.

До сборки ЛИА к корпусу 11-1 припаивается фланец 15 (из луженной стали толщиной не более 1 мм).Before assembling the LIA, the flange 15 is soldered to the casing 11-1 (from tinned steel with a thickness of not more than 1 mm).

После сборки ЛИА он устанавливается в сварную стальную ванну 12 (как показано на фиг. 3) и после установки герметизирующих прокладок 17 крепится болтами 16.After assembling the LIA, it is installed in a welded steel bath 12 (as shown in Fig. 3) and, after installing the sealing gaskets 17, is fastened with bolts 16.

Подача воды для охлаждения и слив отработанной воды осуществляется через штуцеры 14.The water supply for cooling and discharge of waste water is carried out through fittings 14.

Контроль температуры воды осуществляют термодатчики 13 (T_м) соответственно на входе и на выходе.Water temperature is controlled by temperature sensors 13 (T _m ) at the inlet and outlet, respectively.

Наряду с мониторингом напряжения данные термодатчиков служат источником информации для систем управления батареями.Along with voltage monitoring, temperature sensor data serves as a source of information for battery management systems.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный ЛИА может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствуют критерию «промышленная применимость».Based on the foregoing, we can conclude that the claimed LIA can be implemented in practice with the achievement of the claimed technical result, i.e. It meets the criterion of “industrial applicability”.

Claims

1. A lithium-ion battery (LIA), including a sealed housing with a cover, in which a block of one or more pairs of positive and negative electrodes is placed, separated by a porous separator impregnated with an organic electrolyte, and copper or aluminum- coated coatings are applied to the ends of the block. zinc alloy, characterized in that the electrodes are flat rectangular in shape, the porous separators in the block serve as electrode substrates, while the blocks are pressed with a force of up to 8 kg / cm ² .

2. LIA according to claim 1, characterized in that the active masses of the electrodes of both signs are deposited on substrates only on one side of the substrate.

3. LIA according to claim 1, characterized in that in the active masses of the positive electrodes of known compositions at the stage of suspension preparation, non-oxidized aluminum particles with sizes from 0.1 to 10 μm in an amount of at least 0.0025 g / cm ² coated surface.

4. LIA according to claim 1, characterized in that the non-oxidized metal particles with a size of from 0.1 to 10 μm, aluminum, in an amount of at least 0.0025 g / cm ^{2 of the} surface to be coated for electrodes based on lithium nanotitanate, and copper in an amount of not less than 0.0135 g / cm ^{2 of the} surface to be coated for electrodes based on carbon, silicon or a mixture thereof.

5. LIA according to claim 1, characterized in that the pairs of electrodes of different signs are assembled in a block with sides, opposite sides, on which layers of active masses are applied.

6. LIA according to claim 5, characterized in that the electrodes of different signs are provided with flanges, while the electrodes in the assembly are located so that the flanges are on different sides from the longitudinal axis of the electrodes.

7. LIA according to claim 5, characterized in that the electrodes of various signs assembled in the block only in the longitudinal direction are displaced one relative to the other by a distance of not more than 3 mm.

8. LIA according to claim 6, characterized in that the sizes of the flanges on the electrodes do not exceed 3 mm

9. LIA according to claim 1, characterized in that it is equipped with a cooling system with temperature sensors.

10. LIA according to claim 9, characterized in that it is equipped with an air cooling system, while the thickness of the electrode block is not more than 6 mm.

11. LIA according to claim 9, characterized in that it is equipped with a liquid cooling system, while the thickness of the electrode block is not more than 12 mm.