RU176472U1

RU176472U1 - Электрохимическая батарея

Info

Publication number: RU176472U1
Application number: RU2017120382U
Authority: RU
Inventors: Владимир Леонидович Туманов; Ярослав Андреевич Меньшиков; Валентин Альбертович Тимофеев; Геннадий Петрович Федотов; Александр Валентинович Кирьянов
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Электромобильных Проектов"
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-01-22

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например, аккумуляторным батареям и батареям суперконденсаторов. Электрохимическая батарея содержит фланцы с концевыми токосъемными пластинами и стянутый между ними с помощью лент пакет электрохимических элементов. Каждый электрохимический элемент выполнен сдвоенным и включает корпус со сквозными окнами, закрывающие эти окна катодный и анодный концевые токоотводы и две электродные сборки, свернутые в первый и второй плоские рулоны с торцевыми токоотводящими подложками. Электродные сборки отделены друг от друга центральной теплоотводящей пластиной, разделяющей объемы электролитов первого и второго рулонов и электрически соединенной с одной из торцевых токоотводящих подложек каждого рулона. Линейные размеры центральной пластины больше линейных размеров рулонов. Концевые токоотводы отделены от центральной пластины диэлектрическими дистанционирующими элементами. Оставшиеся торцевые токоотводящие подложки каждого рулона электрически соединены со своим концевым токоотводом. Полезная модель позволяет повысить компактность батареи. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например, аккумуляторным батареям и батареям суперконденсаторов.

Из уровня техники известна электрохимическая батарея, содержащая фланцы с концевыми токосъемными пластинами и стянутый между ними с помощью лент пакет электрохимических элементов, каждый из которых включает корпус со сквозными окнами, закрывающие эти окна катодный и анодный концевые токоотводы и первую электродную сборку, свернутую в плоский рулон с торцевыми токоотводящими подложками (RU 140924, кл. Н01М 10/64, опубл. 20.05.2014). Известное устройство требует избыточного количества конструктивных элементов и большого числа контактных соединений между этими элементами, что увеличивает внутренне сопротивление батареи, объем и массу конструкции. Технической проблемой является необходимость расширения арсенала технических средств с устранением отмеченных недостатков.

В предлагаемой электрохимической батарее, содержащей фланцы с концевыми токосъемными пластинами и стянутый между ними с помощью лент пакет электрохимических элементов, каждый из которых включает корпус со сквозными окнами, закрывающие эти окна катодный и анодный концевые токоотводы и первую электродную сборку, свернутую в плоский рулон с торцевыми токоотводящими подложками, каждый электрохимический элемент выполнен сдвоенным и снабжен второй аналогичной электродной сборкой, отделенной от первой центральной теплоотводящей пластиной, разделяющей объемы электролитов первого и второго рулонов и электрически соединенной с одной из торцевых токоотводящих подложек каждого рулона, при этом линейные размеры центральной пластины больше линейных размеров рулонов, концевые токоотводы отделены от нее диэлектрическими дистанционирующими элементами, а оставшиеся торцевые токоотводящие подложки каждого рулона электрически соединены со своим концевым токоотводом. Центральная пластина каждого электрохимического элемента за пределами рулонов в центральной части предпочтительно снабжена перпендикулярной ей теплоотводящей полкой, выполненной с возможностью обеспечения подключения внешних электроэлементов. При этом электрохимические элементы могут быть разделены тепло- и токопроводящими промежуточными пластинами, каждая из которых снабжена двумя перпендикулярными ей теплоотводящими полками, расположенными по краям полки центральной пластины смежного электрохимического элемента и выполненными с возможностью обеспечения подключения внешних электроэлементов. Пакет электрохимических элементов предпочтительно через диэлектрическую прокладку поджат к фланцам посредством пружин.

Совокупность изложенных признаков позволяет решить вышеуказанную техническую проблему и получить технический результат, заключающийся в повышении компактности батареи.

На фиг. 1 представлен сдвоенный электрохимический элемент батареи, в разрезе;

на фиг. 2 - то же, вид сбоку;

на фиг. 3 - общий вид батареи без промежуточных пластин;

на фиг. 4 - то же, вид сбоку;

на фиг. 5 - то же, вид сверху;

на фиг. 6 - общий вид батареи с промежуточными пластинами;

на фиг. 7 - то же, вид сбоку;

на фиг. 8 - то же, вид сверху.

В предлагаемой батарее каждый электрохимический элемент выполнен сдвоенным и состоит из двух электродных сборок в виде плоских рулонов 1 активных материалов, заключенных между катодным 2 и анодным 3 концевыми токоотводами. Рулоны 1 разделены центральной токопроводящей и теплоотводящей пластиной 4, линейные размеры которой больше линейных размеров рулонов 1, что обеспечивает эффективный теплоотвод и позволяет подключать внешнее электрооборудование, не усложняя конструкцию. Каждый рулон 1 электродной сборки состоит из свернутых вместе двух электродов разной полярности, разделенных сепараторами и представляющих собой электродный материал с активным веществом, закрепленный на гибкой токоотводящей подложке 5. Для образования единого элемента пластина 4 электрически соединена с одной из торцевых токоотводящих подложек 5 каждого рулона 1. Оставшиеся подложки 5 каждого рулона 1 электрически соединены со своим концевым токоотводом 2, 3.

Центральная пластина 4 осуществляет последовательный электрический контакт между двумя рулонами 1, отвод от них тепла и разделение двух объемов электролита, относящихся каждый к своему рулону 1. Корпус 6 электрохимического элемента состоит из симметричных деталей, отштампованных из композитной ламинированной пленки. Каждая корпусная деталь имеет контактное окно 7, закрытое токоотводом 2 или 3, через которые осуществляется электрический контакт с внешними электрическими цепями. Для сопряжения токосъемных пластин 2 и 3 с корпусными деталями, а также для сопряжения корпусных деталей с центральной пластиной 4, используются рамки 8 из полимерного адгезивного материала. Рамки 8 располагаются по контуру контактных окон 7, а также по контуру центральной пластины 4. Для устранения деформации ячейки и возможных коротких замыканий между токоотводами 2, 3 и центральной пластиной 4 в конструкцию введены диэлектрические дистанционирующие элементы 9.

В сборе электрохимический элемент образует сдвоенную ячейку 10. Для увеличения теплоотвода и подключения внешних электроэлементов центральная пластина 4 за пределами рулонов 1 сверху и снизу может быть снабжена перпендикулярной полкой 11.

Сдвоенные электрохимические элементы объединяют в предлагаемую батарею следующим образом.

Электрохимические элементы в виде сдвоенных ячеек 10 собирают в пакет, чередуя их с разделенными тепло- и токопроводящими промежуточными пластинами 12. Каждая промежуточная пластина 12 сверху и снизу может быть снабжена двумя перпендикулярными ей теплоотводящими полками 12, расположенными по краям полки 11 центральной пластины 4 смежного электрохимического элемента. Полки 13 наряду с полками 11 необходимы для увеличения площади теплоотдачи и подключения электронных плат выравнивания напряжений на электрохимических элементах.

Съем тока осуществляют через контактные уши 14, расположенные на двух концевых токосъемных пластинах 15. Пакет электрохимических элементов стягивают лентами 16 между фланцами 17 и через диэлектрическую прокладку 18 поджимают пружинами 19. Пружины 19 обеспечивают компенсацию температурных расширений электрохимических элементов, а также компенсацию их усадки во времени.

Благодаря выполнению батареи на основе сдвоенных электрохимических элементов, образованных путем введения внутрь корпуса 6 центральной пластины 4, имеющей большие линейные размеры, предлагаемое устройство имеет улучшенный теплоотвод, при этом обладает относительно небольшим последовательным внутренним сопротивлением, а главное - значительно более компактно и удобно при сборке.

Claims

1. Электрохимическая батарея, содержащая фланцы с концевыми токосъемными пластинами и стянутый между ними с помощью лент пакет электрохимических элементов, каждый из которых включает корпус со сквозными окнами, закрывающие эти окна катодный и анодный концевые токоотводы и первую электродную сборку, свернутую в плоский рулон с торцевыми токоотводящими подложками, отличающаяся тем, что каждый электрохимический элемент выполнен сдвоенным и снабжен второй аналогичной электродной сборкой, отделенной от первой центральной теплоотводящей пластиной, разделяющей объемы электролитов первого и второго рулонов и электрически соединенной с одной из торцевых токоотводящих подложек каждого рулона, при этом линейные размеры центральной пластины больше линейных размеров рулонов, концевые токоотводы отделены от нее диэлектрическими дистанционирующими элементами, а оставшиеся торцевые токоотводящие подложки каждого рулона электрически соединены со своим концевым токоотводом.

2. Электрохимическая батарея по п. 1, отличающаяся тем, что центральная пластина каждого электрохимического элемента за пределами рулонов в центральной части снабжена перпендикулярной ей теплоотводящей полкой, выполненной с возможностью обеспечения подключения внешних электроэлементов.

3. Электрохимическая батарея по п. 2, отличающаяся тем, что электрохимические элементы разделены тепло- и токопроводящими промежуточными пластинами, каждая из которых снабжена двумя перпендикулярными ей теплоотводящими полками, расположенными по краям полки центральной пластины смежного электрохимического элемента и выполненными с возможностью обеспечения подключения внешних электроэлементов.

4. Электрохимическая батарея по п. 1, отличающаяся тем, что пакет электрохимических элементов через диэлектрическую прокладку поджат к фланцам посредством пружин.