RU186666U1 - PRIMARY LITHIUM BATTERY - Google Patents

PRIMARY LITHIUM BATTERY Download PDF

Info

Publication number
RU186666U1
RU186666U1 RU2018137893U RU2018137893U RU186666U1 RU 186666 U1 RU186666 U1 RU 186666U1 RU 2018137893 U RU2018137893 U RU 2018137893U RU 2018137893 U RU2018137893 U RU 2018137893U RU 186666 U1 RU186666 U1 RU 186666U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
valve
housing
current sources
current source
Prior art date
Application number
RU2018137893U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Петросович Папикян
Леонид Александрович Новокрещёнов
Сергей Владимирович Гришин
Александр Петрович Шаронов
Original Assignee
Акционерное общество "Литий-Элемент"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Литий-Элемент" filed Critical Акционерное общество "Литий-Элемент"
Priority to RU2018137893U priority Critical patent/RU186666U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU186666U1 publication Critical patent/RU186666U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве батарей из первичных химических источников тока (ИТ), предназначенных для основного и резервного обеспечения электроэнергией систем телемеханики и аварийной сигнализации, автономной аппаратуры внутритрубных диагностических устройств и приборов нефтепроводов и газопроводов, а также для применения в качестве автономных источников питания других различных электронных устройств и приборов.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the production of batteries from primary chemical current sources (IT), intended for primary and backup power supply of telemechanics and alarm systems, autonomous equipment of in-line diagnostic devices and devices for oil and gas pipelines, as well as for use as autonomous power supplies of various other electronic devices and devices.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является повышение взрывобезопасности литиевой батареи.The technical result achieved by using the utility model is to increase the explosion safety of a lithium battery.

Первичная литиевая батарея содержит источники тока в количестве, необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости; корпус с посадочными местами для размещения источников тока с зазором относительно друг друга. При этом каждый из источников тока имеет корпус цилиндрической формы, одно из оснований которого снабжено контактным выводом, а другое - предохранительным клапаном для сброса избыточного давления. Каждый из источников тока закреплен относительно других источников тока в соответствующем посадочном месте корпуса с обеспечением расположения в посадочном месте основания корпуса источника тока с клапаном для сброса избыточного давления. В области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого источника тока выполнена полость для размещения в ней химически активных продуктов, высвобождающихся из корпуса источника тока при срабатывании клапана, а клапан представляет собой зону ослабления прочности основания корпуса источника тока, разрушающуюся при избыточном давлении внутри источника тока. Полость выполнена цилиндрической формы высотой 1,5-2,5 мм, при этом диаметр полости составляет 24-26 мм, а отношение диаметра полости к диаметру источника тока выполнено равным 3/4, с допустимым отклонением до 5%. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Figure 00000001
The primary lithium battery contains current sources in an amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity; a housing with seats for accommodating current sources with a gap relative to each other. At the same time, each of the current sources has a cylindrical body, one of the bases of which is equipped with a contact terminal, and the other has a safety valve to relieve excess pressure. Each of the current sources is fixed relative to other current sources in the corresponding housing seat with the location in the seat of the base of the housing of the power source with a valve to relieve excess pressure. In the area where the valve is located to relieve the overpressure of each current source, a cavity is made for accommodating chemically active products released from the body of the current source when the valve is activated, and the valve is a zone of weakening of the strength of the base of the body of the current source, which ruptures under excessive pressure inside the current source. The cavity is made of cylindrical shape with a height of 1.5-2.5 mm, while the diameter of the cavity is 24-26 mm, and the ratio of the diameter of the cavity to the diameter of the current source is 3/4, with a tolerance of up to 5%. 4 s.p. f-ly, 5 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве батарей из первичных химических источников тока (ИТ), предназначенных для основного и резервного обеспечения электроэнергией систем телемеханики и аварийной сигнализации, автономной аппаратуры внутритрубных диагностических устройств и приборов нефтепроводов и газопроводов, а также для применения в качестве автономных источников питания других различных электронных устройств и приборов.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the production of batteries from primary chemical current sources (IT), intended for primary and backup power supply of telemechanics and alarm systems, autonomous equipment of in-line diagnostic devices and devices for oil and gas pipelines, as well as for use as autonomous power supplies of various other electronic devices and devices.

Таким образом, в настоящее время литиевые батареи широко применяются для электропитания различных объектов. Выход из строя химических источников тока может привести к отказу дорогостоящих систем и комплексов. Одной из проблем, препятствующей широкому применению литиевых ИТ, является проблема обеспечения взрывобезопасности данных элементов, обладающих большой емкостью и мощностью. Thus, at present, lithium batteries are widely used to power various objects. Failure of chemical current sources can lead to the failure of expensive systems and complexes. One of the problems hindering the widespread use of lithium IT is the problem of ensuring the explosion safety of these cells with high capacity and power.

Например, при внутренних коротких замыканиях в источниках тока может развиваться давление до 80-120 кгс/см2, а температура повышаться свыше 350°С. Это приводит к взрыву ИТ, повреждению соседних ИТ, включая возникновение в них внутренних коротких замыканий, и разрушению (взрыву) батареи в целом.For example, with internal short circuits in current sources, pressure can develop up to 80-120 kgf / cm 2 , and the temperature rises above 350 ° C. This leads to an IT explosion, damage to neighboring IT, including the occurrence of internal short circuits in them, and destruction (explosion) of the battery as a whole.

Из уровня техники известны первичные литиевые батареи, в конструкции которых предусмотрена возможность сброса избыточного давления из источников тока, что исключает перегрев и возгорание источника и, как следствие, батареи в целом. При этом предохранительное средство для сброса избыточного внутрикорпусного давления в источнике тока может срабатывать при давлении в ИТ порядка 20-25 кгс/см2 и температуре ИТ порядка 100-120°С.Primary lithium batteries are known in the prior art, the construction of which provides for the possibility of overpressure discharge from current sources, which eliminates overheating and ignition of the source and, as a result, the battery as a whole. At the same time, a safety measure to relieve excess internal pressure in the current source can be triggered when the pressure in the IT is about 20-25 kgf / cm 2 and the IT temperature is about 100-120 ° С.

Например, известна первичная литиевая батарея (см. патент РФ на полезную модель №48111, МПК: Н01М10/48, опубл. 10.09.2005 г.), содержащая источники тока цилиндрической формы, снабженные контактным выводом на одном из оснований и закрепленные относительно друг друга. Корпус каждого ИТ снабжен предохранительным средством для сброса избыточного давления, при этом пространство внутри корпуса каждого ИТ и пространство, окружающее батарею, сообщаются друг с другом при срабатывании предохранительного средства для сброса избыточного давления через, по крайней мере, одну полость, выполненную в батарее.For example, a primary lithium battery is known (see RF patent for utility model No. 48111, IPC: H01M10 / 48, published September 10, 2005), containing cylindrical current sources equipped with a contact terminal on one of the bases and fixed relative to each other . The housing of each IT is equipped with a safety device for relieving excess pressure, while the space inside the housing of each IT and the space surrounding the battery communicate with each other when the safety device for relieving excess pressure is activated through at least one cavity made in the battery.

Однако за счет наличия данной полости, при сбросе избыточного давления из ИТ давление внутри батарейного отсека сразу будет повышено вследствие прохождения продуктов выброса из ИТ в окружающее батарею пространство. Таким образом, может создаться ситуация, когда негативные продукты выброса, например, химически агрессивный электролит, сразу покинет батарею, и окажет негативное влияние на батарею извне, вызывая, например, нарушение контактов, разрушение снаружи корпуса батареи, что приведет к выходу батареи из строя, а также выходу из строя электронных и электротехнических устройств батарейного отсека в целом. Кроме того, при изготовлении батареи полость, через которую пространство внутри корпуса ИТ при сбросе избыточного давления сообщается с пространством, окружающим батарею, может быть залита компаундом полностью или частично, что приведет к ситуации, при которой предохранительное средство для сброса избыточного давления не сработает (так как линия ослабления прочности корпуса не раскроется), продукты сброса останутся внутри корпуса ИТ, что приведет к его взрыву и разрушению соседних ИТ. Таким образом, батарея также окажется выведенной из строя. However, due to the presence of this cavity, when excess pressure is released from the IT, the pressure inside the battery compartment will immediately increase due to the passage of the exhaust products from the IT into the space surrounding the battery. Thus, a situation may arise when negative discharge products, for example, a chemically aggressive electrolyte, immediately leave the battery and have a negative effect on the battery from the outside, causing, for example, broken contacts, destruction on the outside of the battery case, which will lead to battery failure, as well as the failure of electronic and electrical devices of the battery compartment as a whole. In addition, in the manufacture of the battery, the cavity through which the space inside the IT case communicates with the space surrounding the battery when the excess pressure is released can be filled with the compound in whole or in part, which will lead to a situation in which the safety device to relieve excess pressure does not work (so as the line for weakening the strength of the case does not open), the discharge products will remain inside the IT case, which will lead to its explosion and destruction of neighboring IT. Thus, the battery will also be disabled.

Наиболее близкой к предложенному техническому решению является первичная литиевая батарея (см. патент РФ на полезную модель №60792, МПК: Н01М10/48, опубл. 27.01.2007 г.), содержащая источники тока в количестве, необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости, по крайней мере, один каркас с установочными местами для размещения источников тока с зазором относительно друг друга, при этом каждый из источников тока расположен в соответствующем установочном месте каркаса и закреплен относительно других источников тока, имеет корпус цилиндрической формы и снабжен контактным выводом, расположенным на одном из оснований корпуса и предохранительным клапаном для сброса избыточного давления, расположенным на противоположном основании корпуса. В области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого источника тока выполнена цилиндрическая полость для размещения в ней химически активных продуктов выброса из корпуса источника тока при срабатывании клапана, а клапан представляет собой зону ослабления прочности основания корпуса источника тока, разрушающуюся при избыточном давлении внутри источника тока.Closest to the proposed technical solution is a primary lithium battery (see RF patent for utility model No. 60792, IPC: Н01М10 / 48, published January 27, 2007), containing current sources in the amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity, at least one frame with mounting places for placing current sources with a gap relative to each other, with each of the current sources located in the corresponding mounting location of the frame and fixed relative to other current sources, has a cylindrical body and is equipped with a contact terminal located on one of the bases of the housing and a safety valve for relieving excess pressure located on the opposite base of the housing. A cylindrical cavity is made in the area where the valve is located to relieve the overpressure of each current source to contain chemically active products of ejection from the body of the current source when the valve is activated, and the valve is a zone of weakening of the strength of the base of the body of the current source, which ruptures when the pressure inside the current source is overpressured.

Однако известное техническое решение не гарантирует полное раскрытие клапана и исключение касания кромок клапана стенок полости при его раскрытии, что может привести к короткому замыканию источника тока и, как следствие, его взрыву. Кроме того, возможно неустойчивое расположение элементов в посадочных местах каркаса, что также может привести к короткому замыканию между ИТ. However, the known technical solution does not guarantee complete opening of the valve and the exclusion of touching the edges of the valve of the walls of the cavity when it opens, which can lead to a short circuit of the current source and, as a consequence, to its explosion. In addition, an unstable arrangement of elements in the seats of the frame is possible, which can also lead to a short circuit between IT.

Форма и геометрические параметры полости имеют важное значение для обеспечения безопасности ИТ. Выполнение полости недостаточного объема или неправильной конфигурации может привести к несрабатыванию клапана для сброса избыточного давления. В частности, из-за недостаточной глубины, полость может не обеспечить полное раскрытие клапана (не позволит полностью разрушиться материалу корпуса в зоне ослабления прочности), вследствие чего может не произойти выброс продуктов из корпуса ИТ и, как следствие, не приведет к уменьшению давления и температуры внутри корпуса ИТ, что, в конечном итоге, может привести к взрыву ИТ. Излишнее увеличение глубины полости может привести к необоснованному увеличению габаритных размеров батареи. Кроме того, чтобы давление внутри корпуса ИТ снизилось ниже избыточного, объем полости должен быть достаточным для перераспределения давления из корпуса ИТ в полость. Выполнение полости большого диаметра может привести к неустойчивому расположению ИТ в посадочном месте, что увеличивает вероятность короткого замыкании при соприкосновении ИТ между собой. The shape and geometry of the cavity are essential for IT security. Filling an insufficient volume or an incorrect configuration may result in valve failure to relieve excess pressure. In particular, due to insufficient depth, the cavity may not provide full opening of the valve (it will not allow the body material to completely collapse in the zone of strength weakening), as a result of which the product may not be ejected from the IT body and, as a result, will not lead to a decrease in pressure and temperatures inside the IT enclosure, which can ultimately lead to an IT explosion. An excessive increase in the depth of the cavity can lead to an unreasonable increase in the overall dimensions of the battery. In addition, so that the pressure inside the IT enclosure decreases below the excess, the volume of the cavity must be sufficient to redistribute the pressure from the IT enclosure to the cavity. The execution of a large-diameter cavity can lead to an unstable arrangement of IT in the seat, which increases the likelihood of a short circuit when the IT comes into contact with each other.

Технической проблемой настоящей полезной модели является создание первичной литиевой батареи с повышенной взрывобезопасностью, исключающей возможность возникновения короткого замыкания источников тока и, как следствие, предотвращающей возникновение аварийных ситуаций в процессе эксплуатации батареи.The technical problem of this utility model is the creation of a primary lithium battery with increased explosion safety, eliminating the possibility of a short circuit of current sources and, as a result, preventing emergencies during battery operation.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является повышение взрывобезопасности литиевой батареи.The technical result achieved by using the utility model is to increase the explosion safety of a lithium battery.

Технический результат достигается тем, что первичная литиевая батарея содержит источники тока в количестве, необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости; корпус с посадочными местами для размещения источников тока с зазором относительно друг друга, при этом каждый из источников тока имеет корпус цилиндрической формы, одно из оснований которого снабжено контактным выводом, а другое - предохранительным клапаном для сброса избыточного давления, при этом каждый из источников тока закреплен относительно других источников тока в соответствующем посадочном месте корпуса с обеспечением расположения в посадочном месте основания корпуса источника тока с клапаном для сброса избыточного давления; в области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого источника тока выполнена полость для размещения в ней химически активных продуктов, высвобождающихся из корпуса источника тока при срабатывании клапана, а клапан представляет собой зону ослабления прочности основания корпуса источника тока, разрушающуюся при избыточном давлении внутри источника тока; полость выполнена цилиндрической формы высотой 1,5-2,5 мм, при этом диаметр полости составляет 24-26 мм, а отношение диаметра полости к диаметру источника тока выполнено равным 3/4, с допустимым отклонением до 5%. The technical result is achieved in that the primary lithium battery contains current sources in an amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity; a housing with seats for accommodating current sources with a gap relative to each other, each of the current sources having a cylindrical body, one of the bases of which is equipped with a contact terminal, and the other with a safety valve to relieve excess pressure, while each of the current sources is fixed relative to other current sources in the corresponding housing seat with the location in the seat of the base of the housing of the current source with a valve to relieve excess pressure ; in the area where the valve is located to relieve the overpressure of each current source, a cavity is made for containing chemically active products released from the body of the current source when the valve operates, and the valve is a zone of weakening of the strength of the base of the body of the current source, which ruptures when the pressure inside the current source is overpressure; the cavity is cylindrical in shape with a height of 1.5-2.5 mm, while the diameter of the cavity is 24-26 mm, and the ratio of the diameter of the cavity to the diameter of the current source is 3/4, with a tolerance of up to 5%.

Клапан может быть расположен в центральной области основания источника тока, при этом диаметр зоны ослабления прочности составляет не более 23 мм.The valve can be located in the Central region of the base of the current source, while the diameter of the zone of weakening strength is not more than 23 mm

Корпус может быть снабжен перегородкой, а источники тока расположены по разные стороны от перегородки симметрично относительно нее, при этом цилиндрические полости для размещения химически активных продуктов попарно симметричных источников тока расположены соосно соответствующим посадочным местам корпуса данных источников тока. The housing may be provided with a partition, and current sources are located on opposite sides of the partition symmetrically with respect to it, while cylindrical cavities for accommodating chemically active products of pairwise symmetrical current sources are aligned with the corresponding seats of the housing of these current sources.

Батарея может содержать крышку.The battery may contain a cover.

Выполнение в области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого ИТ полости с оптимальной конфигурацией и геометрическими параметрами исключает касание кромками клапана стенок полости при его раскрытии, при этом сохраняется устойчивость положения ИТ в посадочном месте каркаса батареи (с сохранением ее габаритных размеров и емкости), что снижает вероятность возникновения короткого замыкания и выхода батареи из строя.Performing in the valve placement area to relieve excess pressure of each IT cavity with the optimal configuration and geometric parameters eliminates the edges of the valve touching the cavity walls when it is opened, while maintaining the IT position in the seat of the battery frame (maintaining its overall dimensions and capacity), which reduces the likelihood of a short circuit and battery failure.

В результате проведенных исследований были определены оптимальные размеры полости, обеспечивающие достижение технического результата.As a result of the studies, the optimal cavity sizes were determined, which ensure the achievement of a technical result.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен пример конструктивного выполнения предложенной батареи, продольный разрез; на фиг.2 – фрагмент батареи с одним ИТ; на фиг.3 – фрагмент батареи с двумя ИТ и полостью для возможного размещения химически активных продуктов из корпуса ИТ, на фиг.4, 5 - примеры выполнения зоны ослабления прочности на основании корпуса ИТ (клапана для сброса избыточного давления).The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an example of a structural embodiment of the proposed battery, a longitudinal section; figure 2 is a fragment of a battery with one IT; figure 3 is a fragment of a battery with two IT and a cavity for the possible placement of chemically active products from the IT housing, figure 4, 5 are examples of the execution of the zone of weakening of strength on the basis of the IT housing (valve for relieving excess pressure).

Позициями на чертежах обозначены: 1 - корпус ИТ; 2 - герметичный контактный вывод ИТ; 3 – клапан для сброса избыточного давления (зона ослабления прочности основания ИТ); 4 - посадочное место в корпусе для размещения ИТ; 5 - полость; 6 - корпус батареи; 7 – крышка батареи; 8 – перегородка корпуса батареи; 9 – полимерный материал.The positions in the drawings indicate: 1 - IT building; 2 - sealed contact terminal IT; 3 - valve for relieving excess pressure (zone of weakening the strength of the base IT); 4 - seat in the housing for IT; 5 - cavity; 6 - battery case; 7 - battery cover; 8 - a partition of the battery case; 9 - polymeric material.

Первичная литиевая батарея содержит первичные литиевые источники тока в количестве, необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости (энергии). Каждый из ИТ включает корпус 1, выполненный цилиндрической формы из нержавеющей стали толщиной 0,3-0,4 мм, заполненный электролитом на основе тионилхлорида. При этом каждый из ИТ снабжен герметичным контактным выводом 2, расположенным на одном из оснований ИТ, и клапаном 3 для сброса избыточного давления, возникающего внутри корпуса 1 ИТ, например, при его коротком замыкании (Фиг.1-3). При этом корпус каждого ИТ закреплен относительно корпусов других ИТ. Батарея снабжена, по крайней мере, одним корпусом 6 с посадочными местами 4 для размещения ИТ с образованием зазоров между боковыми стенками корпусов соседних ИТ и с образованием полостей 5 между основаниями соседних ИТ. Корпус 6 содержит боковую стенку, перегородку 8, закрепленную на боковой стенке с ее внутренней стороны и разделяющей корпус 6 батареи на две части. При этом посадочные места 4 корпуса представляют собой гнезда под ИТ в виде цилиндрических полостей, расположенных с обеих сторон перегородки 8, каждая из которых предназначена для размещения в ней источника тока. Гнезда, расположенные с разных сторон перегородки 8, размещены попарно и соосно друг напротив друга. Корпус 6 может быть выполнен из полимерного материала. Боковая стенка корпуса 6 в поперечном сечении может иметь любую форму (например, форму круга или ромба), продиктованную необходимым количеством и взаимным расположением источников тока, располагаемых внутри корпуса 6 литиевой батареи, а также формой места для размещения заявляемого устройства внутри потребителя электроэнергии.The primary lithium battery contains primary lithium current sources in an amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity (energy). Each of the IT includes a housing 1, made of a cylindrical shape of stainless steel with a thickness of 0.3-0.4 mm, filled with an electrolyte based on thionyl chloride. Moreover, each of the IT is equipped with a sealed contact terminal 2, located on one of the bases of the IT, and a valve 3 to relieve excess pressure that occurs inside the housing 1 IT, for example, when it is short-circuited (Figure 1-3). Moreover, the case of each IT is fixed relative to the cases of other IT. The battery is equipped with at least one housing 6 with seats 4 for accommodating IT with the formation of gaps between the side walls of the enclosures of neighboring IT and with the formation of cavities 5 between the bases of neighboring IT. The housing 6 includes a side wall, a partition 8, mounted on the side wall from its inner side and dividing the battery housing 6 into two parts. In this case, the seats 4 of the housing are nests for IT in the form of cylindrical cavities located on both sides of the partition 8, each of which is designed to accommodate a current source in it. Nests located on opposite sides of partition 8 are arranged in pairs and coaxially opposite each other. The housing 6 may be made of polymeric material. The lateral wall of the housing 6 in cross section can have any shape (for example, the shape of a circle or rhombus) dictated by the required number and relative position of the power sources located inside the housing 6 of the lithium battery, as well as the shape of the place for placing the inventive device inside the consumer of electricity.

Клапан 3 для сброса избыточного давления представляет собой зону ослабления прочности корпуса ИТ 1, т.е. область корпуса, в которой уменьшена толщина материала в поперечном сечении по сравнению с общей средней толщиной корпуса ИТ 1 и которая разрушается при избыточном давлении внутри ИТ. При этом зона ослабления прочности выполнена непересекающимися линиями (фиг.5).Valve 3 for relieving excess pressure is a zone of weakening the strength of the housing IT 1, i.e. a housing region in which the thickness of the material in the cross section is reduced compared to the total average thickness of the IT housing 1 and which is destroyed by overpressure inside the IT. While the zone of weakening of strength is made by disjoint lines (figure 5).

В каждом посадочном месте 4 корпуса 6 в области основания ИТ с клапаном 3 для сброса избыточного давления (в области зоны ослабления прочности около каждого ИТ) выполнена полость 5 цилиндрической формы, обеспечивающая размещение в ней химически активных продуктов из корпуса ИТ 1 при срабатывании клапана для сброса избыточного давления. Полость 5 расположена соосно двум смежным отверстиям посадочных мест корпуса 6 батареи, расположенных с разных сторон от перегородки 8 и, при этом, выполнена сообщающейся с ними. Полость 5 имеет высоту 1,5-2,5 мм и диаметр 24-26 мм, при этом диаметр полости и диаметр источника тока соотносятся как 3:4, с допустимым отклонением до 5%. Указанная глубина полости 5 обеспечивает беспрепятственное разрушение (надрыв) материала корпуса ИТ 1 в зоне ослабления прочности, при котором кромочные края материала в области надрыва отклоняются в сторону полости 5, при этом не касаясь ее стенок и не создавая препятствий для выхода химически активных продуктов из корпуса ИТ 1 в полость 5. Уменьшение соотношения диаметра полости 5 и диаметра источника тока приведет к тому, что будет перекрыт клапан. Увеличение данного соотношения приведет к неустойчивому положению ИТ в батареи.In each seat 4 of the housing 6 in the area of the IT base with a valve 3 for relieving excess pressure (in the area of the zone of weakening of strength near each IT), a cylindrical cavity 5 is made, which provides the placement of chemically active products from the IT housing 1 when the valve is activated to discharge overpressure. The cavity 5 is located coaxially with two adjacent holes of the seats of the battery housing 6, located on different sides of the partition 8 and, at the same time, made communicating with them. The cavity 5 has a height of 1.5-2.5 mm and a diameter of 24-26 mm, while the diameter of the cavity and the diameter of the current source are correlated as 3: 4, with a tolerance of up to 5%. The indicated depth of the cavity 5 provides unhindered destruction (tearing) of the material of the IT 1 casing in the zone of weakening of strength, in which the edge edges of the material in the tearing region deviate towards the cavity 5, without touching its walls and without creating obstacles for the exit of chemically active products from the casing IT 1 into the cavity 5. A decrease in the ratio of the diameter of the cavity 5 to the diameter of the current source will result in the valve being shut off. An increase in this ratio will lead to an unstable position of IT in the batteries.

Полость 5 выполнена свободной (например, от токопроводящих элементов батареи, проводов) и изолированной от внутреннего и окружающего батарею внешнего пространства.The cavity 5 is made free (for example, from the conductive elements of the battery, wires) and isolated from the internal and surrounding battery external space.

Батарея может иметь корпус 6 с крышкой 7, который может быть выполнен из полимерного материала и сформирован способом отливки после закрепления ИТ относительно друг друга в корпусе 6 с посадочными местами 4. Зона внутрисхемных соединений ИТ может быть расположена сверху и снизу корпуса батареи 6 и также залита полимерным материалом 9 (Фиг.1).The battery may have a housing 6 with a cover 7, which can be made of a polymer material and formed by casting after fixing the IT relative to each other in the housing 6 with seats 4. The area of in-circuit IT connections can be located above and below the battery case 6 and is also filled polymer material 9 (Figure 1).

В качестве полимерного материала может быть использована либо эпоксидная смола К-153 (ТУ 2225-509-00203521-94), либо термореактивная кремнийорганическая смола, либо термореактивная фенольная смола, либо термореактивная эпоксидная смола, а также другие аналогичные по физико-химическим свойствам полимерные материалы.As the polymeric material, either K-153 epoxy resin (TU 2225-509-00203521-94), or a thermosetting silicone resin, or a thermosetting phenolic resin, or a thermosetting epoxy resin, as well as other polymeric materials similar in physicochemical properties, can be used .

Предложенная первичная литиевая батарея может быть изготовлена следующим образом.The proposed primary lithium battery can be manufactured as follows.

Предварительно осуществляют отливку корпуса 6 батареи из полимерного материала, обеспечив при этом в процессе отливки необходимые полости 5 между ИТ для сброса давления.The casting of the battery case 6 from the polymer material is preliminarily carried out, while ensuring the necessary cavities 5 between the ITs to relieve pressure during the casting process.

В готовый корпус 6 вклеивают последовательно: панель, держатель предохранителя и плату. Затем в верхнюю часть корпуса 6 в посадочные места 4 устанавливают первичные литиевые ИТ цилиндрической формы с контактными выводами 2 и клапанами 3. Производят пайку электрических цепей и установку блока защиты. Следующим этапом производят заливку верхней части собранной батареи полимерным материалом 9. После заливки производят ту же последовательность действий с нижней частью батареи. После установки ИТ производят пайку электрических цепей и заливку нижней части батареи полимерным материалом 9. ИТ устанавливают в корпус 6 таким образом, чтобы основания ИТ с клапанами 3 для сброса избыточного давления располагались в посадочных местах 4 корпуса 6, при этом между корпусами ИТ 1 благодаря перегородке 8 корпуса 6 обеспечиваются полости 5. Заливка полимерным материалом 9 обеспечивает герметизацию в верхней и нижней частях батареи, проливаясь на 10÷20 мм от края корпуса 6. The finished housing 6 is glued sequentially: panel, fuse holder and circuit board. Then in the upper part of the housing 6 in the seats 4 set primary lithium IT cylindrical shape with contact pins 2 and valves 3. Solder the electrical circuits and install the protection unit. The next step is to fill the upper part of the assembled battery with polymer material 9. After pouring, the same sequence of operations is performed with the lower part of the battery. After installing the IT, solder the electrical circuits and fill the bottom of the battery with polymer material 9. The IT is installed in the housing 6 so that the IT bases with valves 3 for relieving excess pressure are located in the seats 4 of the housing 6, while between the IT buildings 1 due to the partition 8 of the housing 6 are provided with a cavity 5. Filling with polymer material 9 provides sealing in the upper and lower parts of the battery, spilling 10 ÷ 20 mm from the edge of the housing 6.

В процессе работы батареи, при возникновении избыточного давления внутри корпуса ИТ 1, происходящего, например, при его коротком замыкании, срабатывает клапан 3 для сброса избыточного давления внутри ИТ, в результате чего корпус ИТ 1 беспрепятственно разрушается в зоне ослабления прочности (разрывается материал в области зоны ослабления прочности) и кромки материала корпуса ИТ 1 открываются наружу в полость 5. За счет оптимально подобранных геометрических параметров, полость 5 способствует беспрепятственному раскрытию клапана 3, исключая при этом его касание стенок самой полости 5, предотвращая тем самым возникновение короткого замыкания. Продукты, выделяющиеся из ИТ (газы и химически активные вещества, например, электролит), попадают в полость 5. В результате давление внутри ИТ и батареи в целом снижается, исключается возможность взрыва корпуса ИТ 1 и механического повреждения соседних ИТ, т.е. разрушения (взрыва) батареи в целом, что приводит к повышению пожаро - и взрывобезопасности батареи.During operation of the battery, when excessive pressure occurs inside the IT housing 1, which occurs, for example, when it is short-circuited, a valve 3 is actuated to relieve the excess pressure inside the IT housing, as a result of which the IT housing 1 collapses unhindered in the area of weakening strength (the material ruptures in the region areas of weakening of strength) and the edges of the material of the housing IT 1 open outward into the cavity 5. Due to the optimally selected geometric parameters, the cavity 5 contributes to the smooth opening of the valve 3, excluding When this touch its walls 5 of the cavity itself, thereby preventing a short circuit. Products released from IT (gases and chemically active substances, for example, electrolyte) fall into cavity 5. As a result, the pressure inside IT and the battery as a whole decreases, eliminating the possibility of an IT case explosion 1 and mechanical damage to neighboring IT, i.e. destruction (explosion) of the battery as a whole, which leads to increased fire and explosion safety of the battery.

Выполнение полости 5 свободной, например, от токопроводящих элементов приводит к тому, что токопроводящие элементы батареи не разрушатся под действием химически активных веществ, и протекание тока по батарее может быть продолжено. Кроме того, выполнение полости 5 изолированной от пространства, окружающего батарею, обеспечивает целостность электрических соединений внутри отсека, благодаря задержке химически активных веществ внутри корпуса батареи 6. The implementation of the cavity 5 free, for example, of conductive elements leads to the fact that the conductive elements of the battery are not destroyed by the action of chemically active substances, and the flow of current through the battery can be continued. In addition, the implementation of the cavity 5 isolated from the space surrounding the battery, ensures the integrity of the electrical connections inside the compartment, due to the delay of chemically active substances inside the battery case 6.

Таким образом, предложенная батарея может быть использована в качестве источников энергии, предназначенных для основного и резервного обеспечения электроэнергией различных электронных устройств и приборов. Батарея состоит из первичных химических ИТ, например, литий-тионилхлоридных или литий-сульфурил-хлоридных, и обладает повышенной надежностью. Thus, the proposed battery can be used as energy sources for primary and backup power supply of various electronic devices and devices. The battery consists of primary chemical IT, for example, lithium thionyl chloride or lithium sulfuryl chloride, and has increased reliability.

Была изготовлена первичная литиевая батарея высотой 122,4 мм, содержащая 42 источника тока высотой 60 мм и диаметром 33,9 мм, расположенных в посадочных местах корпуса в два ряда, по 21 источнику в каждом ряду (в две параллельные цепи, внутри каждой из которых расположено 21 источник тока, соединенных последовательно). При этом в качестве ИТ были применены литиевые источники тока типа SW-D02 (изготовитель VITZROCELL Co., Ltd, Korea) типоразмера D (ER20) с рулонными электродами (спиральный) на основе системы литий-тионилхлорид (Li-SOCl2), имеющие металлостеклянный герметичный контактный вывод, невоспламеняемый электролит, номинальное напряжение 3,6 В и номинальную емкость 14 А•ч. В поперечном сечении боковая стенка корпуса имела форму круга. У каждого посадочного места корпуса была выполнена цилиндрическая полость объемом 1227,185 мм3 при высоте 2,5 мм и диаметре 25 мм. Были проведены испытания изготовленной батареи, которые показали ее высокую надежность и взрывобезопасность, установлено соответствие батареи ГОСТ Р МЭК 60086-4-2009.A primary lithium battery with a height of 122.4 mm was manufactured, containing 42 current sources with a height of 60 mm and a diameter of 33.9 mm, located in the seats of the case in two rows, 21 sources in each row (in two parallel circuits, inside each of which There are 21 current sources connected in series). In this case, lithium power sources of the SW-D02 type (manufactured by VITZROCELL Co., Ltd, Korea) of type D (ER20) with coil electrodes (spiral) based on the lithium thionyl chloride (Li-SOCl 2 ) system having metal-glass sealed contact terminal, non-flammable electrolyte, rated voltage 3.6 V and rated capacity 14 A • h. In cross section, the side wall of the housing was in the shape of a circle. A cylindrical cavity with a volume of 1227.185 mm 3 at a height of 2.5 mm and a diameter of 25 mm was made at each seat of the hull. Tests of the manufactured battery were carried out, which showed its high reliability and explosion safety, the compliance of the battery with GOST R IEC 60086-4-2009 was established.

Claims (5)

1. Первичная литиевая батарея, характеризующаяся тем, что содержит источники тока в количестве, необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости; корпус с посадочными местами для размещения источников тока с зазором относительно друг друга, при этом каждый из источников тока имеет корпус цилиндрической формы, одно из оснований которого снабжено контактным выводом, а другое - предохранительным клапаном для сброса избыточного давления, при этом каждый из источников тока закреплен относительно других источников тока в соответствующем посадочном месте корпуса с обеспечением расположения в посадочном месте основания корпуса источника тока с клапаном для сброса избыточного давления; в области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого источника тока выполнена полость для размещения в ней химически активных продуктов, высвобождающихся из корпуса источника тока при срабатывании клапана, а клапан представляет собой зону ослабления прочности основания корпуса источника тока, разрушающуюся при избыточном давлении внутри источника тока; полость выполнена цилиндрической формы высотой 1,5-2,5 мм, при этом диаметр полости составляет 24-26 мм, а отношение диаметра полости к диаметру источника тока выполнено равным 3/4, с допустимым отклонением до 5%. 1. Primary lithium battery, characterized in that it contains current sources in an amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity; a housing with seats for accommodating current sources with a gap relative to each other, each of the current sources having a cylindrical body, one of the bases of which is equipped with a contact terminal, and the other with a safety valve to relieve excess pressure, while each of the current sources is fixed relative to other current sources in the corresponding housing seat with the location in the seat of the base of the housing of the current source with a valve to relieve excess pressure ; in the area where the valve is located to relieve the overpressure of each current source, a cavity is made for containing chemically active products released from the body of the current source when the valve operates, and the valve is a zone of weakening of the strength of the base of the body of the current source, which ruptures when the pressure inside the current source is overpressure; the cavity is cylindrical in shape with a height of 1.5-2.5 mm, while the diameter of the cavity is 24-26 mm, and the ratio of the diameter of the cavity to the diameter of the current source is 3/4, with a tolerance of up to 5%. 2. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что клапан расположен в центральной области основания источника тока, при этом диаметр зоны ослабления прочности составляет не более 23 мм.2. The battery according to claim 1, characterized in that the valve is located in the Central region of the base of the current source, while the diameter of the zone of weakening strength is not more than 23 mm 3. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что корпус снабжен перегородкой, а источники тока расположены по разные стороны от перегородки симметрично относительно нее, при этом цилиндрические полости для размещения химически активных продуктов попарно симметричных источников тока расположены соосно соответствующим посадочным местам корпуса данных источников тока.3. The battery according to claim 1, characterized in that the housing is equipped with a partition, and current sources are located on opposite sides of the partition symmetrically relative to it, while cylindrical cavities for accommodating chemically active products of pairwise symmetric current sources are aligned with the corresponding mounting locations of the housing of these sources current. 4. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что полость выполнена свободной и изолированной от остальной части батареи и окружающего батарею пространства.4. The battery according to claim 1, characterized in that the cavity is made free and isolated from the rest of the battery and the space surrounding the battery. 5. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что содержит крышку. 5. The battery according to claim 1, characterized in that it contains a cover.
RU2018137893U 2018-10-26 2018-10-26 PRIMARY LITHIUM BATTERY RU186666U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137893U RU186666U1 (en) 2018-10-26 2018-10-26 PRIMARY LITHIUM BATTERY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137893U RU186666U1 (en) 2018-10-26 2018-10-26 PRIMARY LITHIUM BATTERY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186666U1 true RU186666U1 (en) 2019-01-29

Family

ID=65270034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018137893U RU186666U1 (en) 2018-10-26 2018-10-26 PRIMARY LITHIUM BATTERY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU186666U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795938C1 (en) * 2020-07-10 2023-05-15 Контемпорари Амперекс Текнолоджи Ко., Лимитед Battery and associated device, method of its manufacture and device for its manufacture
US11791518B2 (en) 2020-07-10 2023-10-17 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery, power consumption device, method and device for preparing a battery
US11955654B2 (en) 2020-07-10 2024-04-09 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery, and related device, preparation method and preparation apparatus thereof
US11967725B2 (en) 2020-07-10 2024-04-23 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Case of battery, battery, power consumption device, and method and device for preparing battery

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU18111U1 (en) * 2000-06-19 2001-05-20 Макаров Вячеслав Михайлович LIQUID FLOW REGULATOR
EP1115171A1 (en) * 1998-08-10 2001-07-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for judging state of secondary cell and device for judging state thereof, and method for regenerating secondary cell
RU60792U1 (en) * 2006-10-10 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Литий-Элемент" PRIMARY LITHIUM BATTERY
RU2316079C2 (en) * 2003-07-29 2008-01-27 Сосьете Бик Fuel flask with flexible inner chamber
EP2493005A1 (en) * 2010-07-30 2012-08-29 Panasonic Corporation Battery system
EP3018729A1 (en) * 2013-07-02 2016-05-11 Sony Corporation Electric accumulator, electric accumulation system, electronic device, electric vehicle and electric power system
RU2658670C2 (en) * 2013-08-09 2018-06-22 Хитачи Аутомотив Системс, Лтд. Electricity storage module

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1115171A1 (en) * 1998-08-10 2001-07-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for judging state of secondary cell and device for judging state thereof, and method for regenerating secondary cell
RU18111U1 (en) * 2000-06-19 2001-05-20 Макаров Вячеслав Михайлович LIQUID FLOW REGULATOR
RU2316079C2 (en) * 2003-07-29 2008-01-27 Сосьете Бик Fuel flask with flexible inner chamber
RU60792U1 (en) * 2006-10-10 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Литий-Элемент" PRIMARY LITHIUM BATTERY
EP2493005A1 (en) * 2010-07-30 2012-08-29 Panasonic Corporation Battery system
EP3018729A1 (en) * 2013-07-02 2016-05-11 Sony Corporation Electric accumulator, electric accumulation system, electronic device, electric vehicle and electric power system
RU2658670C2 (en) * 2013-08-09 2018-06-22 Хитачи Аутомотив Системс, Лтд. Electricity storage module

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795938C1 (en) * 2020-07-10 2023-05-15 Контемпорари Амперекс Текнолоджи Ко., Лимитед Battery and associated device, method of its manufacture and device for its manufacture
US11791518B2 (en) 2020-07-10 2023-10-17 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery, power consumption device, method and device for preparing a battery
RU2805991C1 (en) * 2020-07-10 2023-10-24 Контемпорари Амперекс Текнолоджи Ко., Лимитед Battery and device associated with it, method for its manufacture and device for its manufacture
RU2808234C1 (en) * 2020-07-10 2023-11-28 Контемпорари Амперекс Текнолоджи Ко., Лимитед Battery and related device, method of its manufacture and device for its manufacture
US11955654B2 (en) 2020-07-10 2024-04-09 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery, and related device, preparation method and preparation apparatus thereof
US11967725B2 (en) 2020-07-10 2024-04-23 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Case of battery, battery, power consumption device, and method and device for preparing battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU186666U1 (en) PRIMARY LITHIUM BATTERY
US11728505B2 (en) Battery cover plate assembly comprising a current interrupt apparatus
US4010759A (en) Insulated, corrosion resistant medical electronic devices and method for producing same
JP5883132B2 (en) Battery cell module, method for driving battery cell module, battery and vehicle
JP5356122B2 (en) Secondary battery
KR101062685B1 (en) Double sealed cap assembly, and cylindrical secondary battery having the same
KR100696785B1 (en) Cylindrical Li Secondary Battery
KR100880321B1 (en) Secondary battery
JP2009224319A (en) Cap assembly and secondary battery equipped with the same
BRPI0417018B1 (en) mold pcm insert injection, battery having same, and method for battery preparation
JP6319830B2 (en) Secondary battery
WO2011037335A2 (en) Secondary battery and method for manufacturing same
KR20060027276A (en) Secondary battery
RU60792U1 (en) PRIMARY LITHIUM BATTERY
JP2004349241A (en) Secondary battery
KR100619631B1 (en) Improved Lithium Secondary Battery
US5001024A (en) Storage battery and method of manufacturing
KR20070088897A (en) Secondary battery
JP2016095930A (en) Sealed type lithium ion secondary battery
KR20140091337A (en) secondary battery
KR20080036740A (en) Secondary battery
CN109904354B (en) Battery case and battery for solving internal short circuit problem of battery by using insulating liquid
KR20060088312A (en) Cap assembly and lithium ion secondary battery with the same
KR100731428B1 (en) Cylindrical secondary battery
KR100719724B1 (en) Battery pack