RU198481U1 - HEAT BATTERY - Google Patents

HEAT BATTERY Download PDF

Info

Publication number
RU198481U1
RU198481U1 RU2019135372U RU2019135372U RU198481U1 RU 198481 U1 RU198481 U1 RU 198481U1 RU 2019135372 U RU2019135372 U RU 2019135372U RU 2019135372 U RU2019135372 U RU 2019135372U RU 198481 U1 RU198481 U1 RU 198481U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
electrochemical cells
heat
layers
electrochemical
Prior art date
Application number
RU2019135372U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Архипенко
Владимир Михайлович Иванов
Александр Николаевич Тиханов
Николай Анатольевич Афанасов
Original Assignee
Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия")
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 "Энергия" (АО "Энергия") filed Critical Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия")
Priority to RU2019135372U priority Critical patent/RU198481U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU198481U1 publication Critical patent/RU198481U1/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
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H01M6/20—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte working at high temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/30—Deferred-action cells
    • H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

Изобретение относится к тепловым химическим источникам тока, обладающими повышенной устойчивостью к действию внутренних и внешних повышенных температур, используемых в системах сигнализации и специальной технике. Тепловая батарея содержит блок электровоспламенителя, блок электрохимических элементов с токоотводами, каждый из электрохимических элементов снабжен твердыми слоями анода, катода, электролита, ограниченными с внешней стороны глухим цилиндрическим корпусом и крышкой с тепло- и электроизоляцией. Блок электрохимических элементов размещен вдоль вертикальной оси корпуса, поджат в осевом направлении фиксирующим элементом. Электролит - из смеси загустителя и эвтектики, состоящей из солей щелочных металлов, между слоями электрохимических элементов введены слои теплонагревательных элементов. Блок электрохимических элементов выполнен в виде двух параллельно соединенных цепей с токоотводом от их промежуточной точки. Фиксирующий элемент выполнен в виде жесткой стяжки из титана и опорного диска. Стяжка одним концом приварена к крышке, а противоположный конец стяжки изогнут под прямым углом к оси блока электрохимических элементов и приварен к опорному диску. Глухой цилиндрический корпус и крышка выполнены из титана. Теплоизоляция торцевых сторон блока электрохимических элементов выполнена в виде теплонагревательных элементов. Катод выполнен из дисульфида железа, анод - из сплава литий-кремний. Предлагаемая конструкция тепловой батареи позволяет повысить удельные емкость и энергию в области ее рабочих температур, а также повышенной внешней температуры, за счет чего увеличивается время работы тепловой батареи за счет повышения устойчивости тепловой батареи к действию внутренних и внешних повышенных температур. 2 ил.The invention relates to thermal chemical current sources with increased resistance to the action of internal and external elevated temperatures used in alarm systems and special equipment. The heat battery contains an electric igniter block, a block of electrochemical cells with down conductors, each of the electrochemical cells is equipped with solid layers of anode, cathode, electrolyte, limited from the outside by a blind cylindrical body and a cover with heat and electrical insulation. The block of electrochemical cells is placed along the vertical axis of the housing, pressed in the axial direction by the fixing element. Electrolyte - from a mixture of a thickener and a eutectic consisting of alkali metal salts, layers of heating elements are introduced between the layers of electrochemical cells. The block of electrochemical cells is made in the form of two parallel connected circuits with a down conductor from their intermediate point. The fixing element is made in the form of a rigid titanium tie and a support disk. The brace is welded to the lid at one end, and the opposite end of the brace is bent at right angles to the axis of the electrochemical cell unit and welded to the supporting disk. The blind cylindrical body and cover are made of titanium. Thermal insulation of the end sides of the block of electrochemical elements is made in the form of heating elements. The cathode is made of iron disulfide, the anode is made of lithium-silicon alloy. The proposed design of the thermal battery allows increasing the specific capacity and energy in the area of its operating temperatures, as well as increased external temperature, thereby increasing the operating time of the thermal battery by increasing the resistance of the thermal battery to the action of internal and external elevated temperatures. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к тепловым химическим источникам тока, обладающими повышенной устойчивостью к действию внутренних и внешних повышенных температур, используемых в системах сигнализации и специальной технике.The utility model relates to thermal chemical current sources with increased resistance to the action of internal and external elevated temperatures used in alarm systems and special equipment.

Известна тепловая батарея (Патент РФ 2457586, опубл. 27.07.2012, МПК Н01М 6/20, Н01М 10/39), содержащая корпус с термоизоляцией и внешними токовыводами от двух и более электрически соединенных параллельно, расположенных друг за другом на центральном изолированном стержне блоков элементов термоактивируемых химических источников тока, каждый из которых состоит из катода, электролита и анода и чередуется последовательно в осевом направлении с пиронагревательными элементами. Кроме того, батарея содержит центральные катодный и анодный токоотводы, охватывающие центральный изолированный стержень и зафиксированные на соответствующих токосъемах внешних токовыводов и токосъемах блока элементов термоактивируемых химических источников тока, наиболее удаленного от внешних токовыводов, а также поджимные элементы блоков. При этом поджимные элементы блоков выполнены в виде герметичных сильфонов с внутренними упорами.Known thermal battery (RF Patent 2457586, publ. 07/27/2012, IPC H01M 6/20, H01M 10/39), containing a housing with thermal insulation and external current leads from two or more electrically connected in parallel, located one after another on the central insulated rod elements of thermally activated chemical current sources, each of which consists of a cathode, an electrolyte and an anode and alternates sequentially in the axial direction with pyro-heating elements. In addition, the battery contains central cathode and anode current leads, covering the central insulated rod and fixed on the corresponding current collectors of the external current leads and current collectors of the block of elements of thermoactivated chemical current sources, the most distant from the external current leads, as well as clamping elements of the blocks. In this case, the clamping elements of the blocks are made in the form of sealed bellows with internal stops.

Недостатком данного технического решения является использование деформируемых фиксирующих элементов, изготовленных из недостаточно термически устойчивых конструкционных материалов. Это ограничивает диапазон рабочих температур и, следовательно, приводит к снижению времени работы тепловой батареи и связанных с ним характеристик.The disadvantage of this technical solution is the use of deformable fixing elements made of insufficiently thermally stable structural materials. This limits the operating temperature range and therefore leads to a decrease in the battery life and associated performance.

Известна тепловая батарея (Патент РФ 2369944, опубл. 10.10.2009 г., МПК Н01М 6/36, принята за прототип), содержащая блок электрохимических элементов, каждый из которых снабжен твердыми слоями анода, катода, электролита, ограниченными с внешней стороны общим корпусом с теплоизоляцией, в предлагаемой конструкции блок электрохимических элементов размещен вдоль вертикальной оси корпуса, поджат с заданным усилием в осевом направлении упругим элементом (у нас - фиксирующим элементом) с возможностью регулирования величины этого усилия, корпус тепловой батареи выполнен цилиндрическим из нержавеющей стали (у нас - термостойкий сплав) с толщиной стенок не менее 0,5-1,0 мм, анод каждого электрохимического элемента выполнен из литий-борного сплава (LiB), катод - из смеси NiCl2 и электропроводной добавки, электролит - из смеси загустителя и эвтектики, состоящей из солей щелочных металлов, с внутренней и торцевых сторон цилиндрического корпуса выполнены слои тепло- и электроизоляции, между слоями активных масс введены твердые слои теплонагревательных элементов, в цилиндрическом корпусе выполнены сквозные вертикальные прорези в виде окон, суммарная площадь которых не превышает 80% от его общей боковой поверхности.Known heat battery (RF Patent 2369944, publ. 10.10.2009, IPC N01M 6/36, taken as a prototype), containing a block of electrochemical cells, each of which is equipped with solid layers of anode, cathode, electrolyte, limited from the outside by a common body with thermal insulation, in the proposed design, the block of electrochemical elements is placed along the vertical axis of the body, pressed with a given force in the axial direction by an elastic element (in our case - a fixing element) with the ability to regulate the magnitude of this force, the body of the heat battery is made of cylindrical stainless steel (in our case - heat-resistant alloy) with a wall thickness of at least 0.5-1.0 mm, the anode of each electrochemical cell is made of lithium-boron alloy (LiB), the cathode is made of a mixture of NiCl 2 and an electrically conductive additive, the electrolyte is made of a mixture of a thickener and a eutectic from alkali metal salts, layers of thermal and electrical insulation are made from the inner and end sides of the cylindrical body, between layers a active masses introduced solid layers of heat-heating elements, in the cylindrical body there are through vertical slots in the form of windows, the total area of which does not exceed 80% of its total lateral surface.

Недостатком прототипа является снижение модуля упругости упругого элемента при воздействии на батарею внутренних и внешних повышенных температур, а также ограниченная термическая устойчивость нержавеющей стали, в особенности в области сварных швов, следствием чего является недостаточное усилие поджатая электрохимических элементов в области рабочих температур батареи, что ограничивает время ее работы.The disadvantage of the prototype is a decrease in the elastic modulus of an elastic element when the battery is exposed to internal and external elevated temperatures, as well as the limited thermal stability of stainless steel, especially in the area of welded seams, which results in insufficient force of the pressed electrochemical elements in the area of operating temperatures of the battery, which limits the time her work.

Проблемой тепловых батарей является изменение усилия поджатия в области рабочих температур (400-600°С) вследствие увеличения геометрических размеров фиксирующих элементов и снижения их упругих свойств. Следствием этого является снижение истинной площади контакта слоев анода, катода и электролита при их расплавлении и соответствующее снижение времени работы, емкости и энергии теплового химического источника тока.The problem of heat batteries is a change in the pressing force in the range of operating temperatures (400-600 ° C) due to an increase in the geometric dimensions of the fixing elements and a decrease in their elastic properties. The consequence of this is a decrease in the true contact area of the anode, cathode and electrolyte layers during their melting and a corresponding decrease in the operating time, capacity and energy of the thermal chemical current source.

Задачей настоящей полезной модели является увеличение времени работы тепловой батареи за счет повышения устойчивости тепловой батареи к действию внутренних и внешних повышенных температур.The objective of this utility model is to increase the operating time of the thermal battery by increasing the resistance of the thermal battery to the action of internal and external elevated temperatures.

Техническим результатом полезной модели является повышение удельных емкости и энергии в области ее рабочих температур, а также повышенной внешней температуры.The technical result of the utility model is to increase the specific capacity and energy in the area of its operating temperatures, as well as increased external temperature.

Указанный технический результат обеспечивается конструкцией тепловой батареи. Тепловая батарея, содержит блок электровоспламенителя, блок электрохимических элементов с токоотводами, каждый из электрохимических элементов снабжен твердыми слоями анода, катода, электролита, ограниченными с внешней стороны глухим цилиндрическим корпусом и крышкой с тепло- и электроизоляцией, блок электрохимических элементов размещен вдоль вертикальной оси корпуса, поджат в осевом направлении фиксирующим элементом, электролит состоит из смеси загустителя и эвтектики, состоящей из солей щелочных металлов, между слоями электрохимических элементов введены слои теплонагревательных элементов, причем блок электрохимических элементов выполнен в виде двух параллельно соединенных цепей с токоотводом от их промежуточной точки, фиксирующий элемент выполнен в виде жесткой стяжки из титана и опорного диска, стяжка одним концом приварена к крышке, а противоположный конец стяжки изогнут под прямым углом к оси блока электрохимических элементов и приварен к опорному диску, глухой цилиндрический корпус и крышка выполнены из титана, теплоизоляция торцевых сторон блока электрохимических элементов выполнена в виде теплонагревательных элементов, катод выполнен из дисульфида железа, анод выполнен из сплава литий-кремний.The specified technical result is provided by the design of the heat battery. The thermal battery contains an electric igniter block, a block of electrochemical cells with down conductors, each of the electrochemical cells is equipped with solid layers of an anode, cathode, electrolyte, bounded from the outside by a blind cylindrical body and a cover with heat and electrical insulation, the block of electrochemical cells is placed along the vertical axis of the body, pressed in the axial direction by a fixing element, the electrolyte consists of a mixture of a thickener and a eutectic consisting of alkali metal salts, layers of heating elements are introduced between the layers of electrochemical cells, and the block of electrochemical cells is made in the form of two parallel connected circuits with a down conductor from their intermediate point, fixing element made in the form of a rigid tie made of titanium and a support disk, the tie is welded to the cover at one end, and the opposite end of the tie is bent at right angles to the axis of the block of electrochemical elements and is welded to the support disk, a blind cylindrical body c and the cover are made of titanium, the thermal insulation of the end sides of the block of electrochemical cells is made in the form of heat-heating elements, the cathode is made of iron disulfide, the anode is made of a lithium-silicon alloy.

Выполнение фиксирующего элемента в виде жесткой стяжки, с одной стороны приваренной к крышке, а с другой стороны имеющей упор в форме изгиба под углом 90°, а также опорного диска, приваренного к упору, обеспечивает закрепление блока электрохимических элементов с поджимом, который не снижается при повышении температуры, чему способствует выполнение стяжки из титана, что связано с его температурным коэффициентом линейного расширения, составляющим 9,9×10-6 м/°С, тогда как для аустенитных нержавеющих сталей он составляет 14,4-17,3×10-6 м/°С (материалы сайта http://temperatures.ru/pages/temperaturnyi_koefficient_lineinogo_rasshireniya). Сохранение поджима блока электрохимических элементов способствует увеличению времени работы тепловой батареи. Сборка блока электрохимических элементов в виде двух параллельных цепей снижает вероятность преждевременного выхода батареи из строя из-за короткого замыкания электродов в любом отдельном элементе. Токоотвод от промежуточной точки дает возможность вывода во внешнюю цепь не только общего напряжения каждой из параллельных цепей от токоотводов концевых анодов и концевых катодов параллельно соединенных блоков элементов, но и кратного ему значения, что дает возможность сохранить работоспособность батареи в аварийном режиме при одновременном выходе из строя двух элементов из каждой из параллельных цепей. Использование в качестве термостойкого сплава титана позволяет повысить надежность сварных соединений, так как температура плавления титана, 1668°С, обеспечивает его термическую устойчивость в области рабочих внутренней и внешней температурах тепловой батареи. Это снижает вероятность разрушения сварных соединений в процессе работы тепловой батареи и увеличивает, тем самым время ее работы, а значит, емкость и энергию. Поскольку плотность титана, 4,54 г/см3, значительно меньше плотности нержавеющей стали, 7,93 г/см3, при тех же габаритах масса корпуса, крышки и стяжки при выполнении их из титана будет ниже, что приводит к увеличению удельной емкости тепловой батареи и ее удельной энергии. Теплоизоляция в виде нескольких твердых слоев теплонагревательных элементов является значительно более эффективной, чем применение только теплоизолирующих составов, так как в направлениях теплопотерь находятся источники тепла, что способствует снижению времени активации и увеличению времени работы тепловой батареи. Выполнение катода из дисульфида железа позволяет сохранять компактность катода в процессе работы в диапазоне температур до 1170°С. Материалом анода является сплав литий-кремний, обладающий высокой температурой плавления и агрегатной устойчивостью. Это обеспечивает гарантированное сохранение механической целостности катода в диапазоне работы тепловой батареи.The implementation of the fixing element in the form of a rigid tie, on the one hand welded to the lid, and on the other side having a stop in the form of a bend at an angle of 90 °, as well as a support disk welded to the stop, secures the block of electrochemical cells with a clamp that does not decrease when an increase in temperature, which is facilitated by the execution of a screed made of titanium, which is associated with its temperature coefficient of linear expansion, which is 9.9 × 10 -6 m / ° C, while for austenitic stainless steels it is 14.4-17.3 × 10 - 6 m / ° С (materials of the site http://temperatures.ru/pages/temperaturnyi_koefficient_lineinogo_rasshireniya). Maintaining the compression of the block of electrochemical cells increases the operating time of the thermal battery. The assembly of a block of electrochemical cells in the form of two parallel circuits reduces the likelihood of premature battery failure due to a short circuit of the electrodes in any individual cell. The down conductor from the intermediate point makes it possible to output to the external circuit not only the total voltage of each of the parallel circuits from the down conductors of the end anodes and end cathodes of the parallel connected blocks of cells, but also a multiple of it, which makes it possible to maintain the battery's performance in emergency mode with simultaneous failure two elements from each of the parallel circuits. The use of titanium as a heat-resistant alloy makes it possible to increase the reliability of welded joints, since the melting point of titanium, 1668 ° C, ensures its thermal stability in the range of working internal and external temperatures of the heat battery. This reduces the likelihood of destruction of welded joints during the operation of the heat battery and thereby increases its operation time, and hence its capacity and energy. Since the density of titanium, 4.54 g / cm 3 , is significantly less than the density of stainless steel, 7.93 g / cm 3 , with the same dimensions, the weight of the case, lid and tie when they are made of titanium will be lower, which leads to an increase in specific capacity thermal battery and its specific energy. Thermal insulation in the form of several solid layers of heat-heating elements is much more effective than using only heat-insulating compounds, since heat sources are located in the directions of heat loss, which helps to reduce the activation time and increase the operating time of the heat battery. The cathode made of iron disulfide allows keeping the cathode compact during operation in the temperature range up to 1170 ° C. The material of the anode is a lithium-silicon alloy, which has a high melting point and aggregate stability. This ensures the guaranteed preservation of the mechanical integrity of the cathode in the range of the heat battery.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана конструкция тепловой батареи в продольном сечении.In FIG. 1 shows the design of a heat battery in longitudinal section.

На фиг. 2 показана конструкция корпуса батареиIn FIG. 2 shows the construction of the battery case

1 - катод1 - cathode

2 - электролит2 - electrolyte

3 - анод3 - anode

4 - теплонагревательный элемент электрохимического элемента4 - heat-heating element of the electrochemical cell

5 - теплонагревательные элементы теплоизоляции5 - heat-heating elements of thermal insulation

6 - набор тепло- и электроизоляционных прокладок6 - a set of heat and electrical insulation gaskets

7 - крышка7 - cover

8 - блок электровоспламенителя8 - electric igniter block

9 - стяжка9 - screed

10 - опорный диск10 - support disk

11 - токоотвод концевых катодов параллельно соединенных блоков элементов11 - current collector of end cathodes of parallel connected blocks of elements

12 - токоотвод концевых анодов параллельно соединенных блоков элементов12 - down conductor of end anodes of parallel connected blocks of elements

13 - токоотвод от промежуточной точки параллельно соединенных блоков элементов13 - down conductor from an intermediate point of parallel connected blocks of elements

14 - глухой цилиндрический корпус батареи14 - blind cylindrical battery case

15 - теплоизоляция15 - thermal insulation

Тепловая батарея содержит блок электровоспламенителя 8, блок электрохимических элементов, каждый из которых снабжен твердыми слоями анода 3, выполненного из литий-кремниевого сплава, катода 1, выполненного, из дисульфида железа, электролита 2, состоящего из смеси загустителя и эвтектики, состоящей из солей щелочных металлов, между электрохимическими элементами расположены теплонагревательные элементы электрохимических элементов 4. Блок электрохимических элементов ограничен с внешней стороны общим корпусом 14, выполненным из титана, теплоизолирующими прокладками 15 и крышкой 7, блок электрохимических элементов размещен вдоль вертикальной оси корпуса, поджат в осевом направлении стяжкой 9, выполненной из титана, с одной стороны приваренной к крышке батареи 7, а с другой стороны имеющей упор в форме изгиба под углом 90°, стяжка 9 фиксирует блок электрохимических элементов с помощью опорного диска 10, приваренного к упору стяжки 9, с торцевых сторон цилиндрического корпуса выполнены слои тепло- и электроизоляции в виде теплонагревательных элементов теплоизоляции 5. Блок электрохимических элементов имеет токоотвод концевых катодов параллельно соединенных блоков элементов 11, токоотвод концевых анодов параллельно соединенных блоков элементов 12 и токоотвод от промежуточной точки параллельно соединенных блоков элементов 13.The thermal battery contains a block of an electric igniter 8, a block of electrochemical cells, each of which is equipped with solid layers of an anode 3 made of a lithium-silicon alloy, a cathode 1 made of iron disulfide, an electrolyte 2 consisting of a mixture of a thickener and a eutectic consisting of alkaline salts metals, heat-heating elements of electrochemical cells 4 are located between the electrochemical cells. The block of electrochemical cells is bounded on the outside by a common casing 14 made of titanium, heat-insulating gaskets 15 and a cover 7, the block of electrochemical cells is placed along the vertical axis of the casing, pressed in the axial direction by a tie 9, made of titanium, on the one hand welded to the battery cover 7, and on the other side having a stop in the form of a bend at an angle of 90 °, the tie 9 fixes the block of electrochemical cells using a support disk 10 welded to the tie stop 9 from the end sides of the cylindrical body layers t heat and electrical insulation in the form of heat-heating elements of thermal insulation 5. The block of electrochemical cells has a down conductor of end cathodes of parallel-connected blocks of elements 11, a down-conductor of end anodes of parallel-connected blocks of elements 12 and a down-conductor from an intermediate point of parallel-connected blocks of elements 13.

Тепловая батарея работает следующим образом. В требуемый момент времени блок электровоспламенителя 8 инициирует горение ленты пиротехнической воспламенительной (на фигурах не показана), от которой происходит зажигание теплонагревательных элементов 4 и 5. Их горение обеспечивает повышение температуры до начала плавления электролита 2, после чего на катоде 1 начинается восстановление дисульфида железа, а на аноде 3 растворение лития из сплава литий-кремний. В результате протекания электродных реакций на токоотводах концевых катодов 11 и анодов 12 параллельно соединенных блоков элементов появляется напряжение и блок электрохимических элементов начинает вырабатывать ток во внешнюю цепь. Если в одной из параллельно соединенных ветвей блоков элементов выходит из строя один или более элемент, батарея продолжает работать за счет исправной ветви. При выходе из строя элементов в обоих из параллельных цепей работа батареи в аварийном режиме обеспечивается за счет токоотвода от промежуточной точки блока параллельно соединенных электрохимических элементов 13. Теплопотери через торцы батареи компенсируются дополнительными источниками тепла в виде теплонагревательных элементов теплоизоляции 5 и набором теплоизолирующих прокладок 6, через боковые поверхности корпуса - его теплоизоляцией 15. В процессе работы происходит увеличение объема блока электрохимических элементов, которое за счет жесткой стяжки 9 и опорного диска 10 преобразуется в давление поджима блока, что улучшает условия его работы и способствует увеличению емкости и энергии.The thermal battery works as follows. At the required point in time, the electric igniter unit 8 initiates the combustion of a pyrotechnic igniter tape (not shown in the figures), from which the heating elements 4 and 5 are ignited. Their combustion provides an increase in temperature until the melting of electrolyte 2, after which the reduction of iron disulfide begins on the cathode 1, and on anode 3, dissolution of lithium from a lithium-silicon alloy. As a result of the electrode reactions on the current leads of the end cathodes 11 and anodes 12 of the parallel-connected blocks of cells, a voltage appears and the block of electrochemical cells begins to generate current into the external circuit. If one or more cells fail in one of the parallel-connected branches of the cell blocks, the battery continues to work due to the good branch. In case of failure of elements in both of the parallel circuits, the battery operation in emergency mode is ensured due to the current drain from the intermediate point of the block of parallel-connected electrochemical cells 13. Heat losses through the ends of the battery are compensated by additional heat sources in the form of heating elements of thermal insulation 5 and a set of heat-insulating gaskets 6, through the side surfaces of the case - by its thermal insulation 15. In the process of operation, the volume of the block of electrochemical cells increases, which, due to the rigid tie 9 and the supporting disk 10, is converted into the block pressing pressure, which improves its working conditions and contributes to an increase in capacity and energy.

Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели, параллельные цепи в блоке электрохимических элементов с промежуточным токоотводом, наличие жесткой стяжки, выполненной из титана, использование титана в качестве материала корпуса, введение дополнительных теплонагревательных элементов, обеспечивают увеличение времени работы батареи в условиях повышенных внутренней и внешней температур и соответствующее увеличение удельных емкости и энергии.Thus, the set of essential features of the utility model, parallel circuits in the block of electrochemical cells with an intermediate current conductor, the presence of a rigid tie made of titanium, the use of titanium as a body material, the introduction of additional heating elements, provide an increase in the battery operating time under conditions of increased internal and external temperatures and a corresponding increase in specific capacity and energy.

Claims (1)

Тепловая батарея, содержащая блок электровоспламенителя, блок электрохимических элементов с токоотводами, каждый из электрохимических элементов снабжен твердыми слоями анода, катода, электролита, ограниченными с внешней стороны глухим цилиндрическим корпусом и крышкой с тепло- и электроизоляцией, блок электрохимических элементов размещен вдоль вертикальной оси корпуса, поджат в осевом направлении фиксирующим элементом, электролит состоит из смеси загустителя и эвтектики, состоящей из солей щелочных металлов, между слоями электрохимических элементов введены слои теплонагревательных элементов, отличающаяся тем, что блок электрохимических элементов выполнен в виде двух параллельно соединенных цепей с токоотводом от их промежуточной точки, фиксирующий элемент выполнен в виде жесткой стяжки из титана и опорного диска, стяжка одним концом приварена к крышке, а противоположный конец стяжки изогнут под прямым углом к оси блока электрохимических элементов и приварен к опорному диску, глухой цилиндрический корпус и крышка выполнены из титана, теплоизоляция торцевых сторон блока электрохимических элементов выполнена в виде теплонагревательных элементов, катод выполнен из дисульфида железа, анод выполнен из сплава литий-кремний.A thermal battery containing an electric igniter block, a block of electrochemical cells with down conductors, each of the electrochemical cells is equipped with solid layers of an anode, cathode, electrolyte, bounded from the outside by a blind cylindrical body and a cover with heat and electrical insulation, the block of electrochemical cells is placed along the vertical axis of the body, pressed in the axial direction by a fixing element, the electrolyte consists of a mixture of a thickener and a eutectic consisting of alkali metal salts, layers of heating elements are introduced between the layers of electrochemical cells, characterized in that the block of electrochemical cells is made in the form of two parallel-connected circuits with a current drain from their intermediate point , the fixing element is made in the form of a rigid tie made of titanium and a support disk, the tie is welded to the lid at one end, and the opposite end of the tie is bent at right angles to the axis of the block of electrochemical elements and is welded to the support disk, a blind cylinder Indric body and cover are made of titanium, thermal insulation of the end sides of the block of electrochemical cells is made in the form of heat-heating elements, the cathode is made of iron disulfide, the anode is made of lithium-silicon alloy.
RU2019135372U 2019-11-05 2019-11-05 HEAT BATTERY RU198481U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135372U RU198481U1 (en) 2019-11-05 2019-11-05 HEAT BATTERY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135372U RU198481U1 (en) 2019-11-05 2019-11-05 HEAT BATTERY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU198481U1 true RU198481U1 (en) 2020-07-13

Family

ID=71616208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019135372U RU198481U1 (en) 2019-11-05 2019-11-05 HEAT BATTERY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU198481U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751538C1 (en) * 2020-12-24 2021-07-14 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Energy-intensive thermal chemical current source
RU210951U1 (en) * 2021-05-06 2022-05-16 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091918C1 (en) * 1987-10-28 1997-09-27 Государственное научно-производственное предприятие "Квант" Electrochemical thermal battery
RU8525U1 (en) * 1997-11-20 1998-11-16 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики HEAT BATTERY
JP2001357873A (en) * 2000-06-15 2001-12-26 Yuasa Corp Thermal battery
RU50718U1 (en) * 2005-07-25 2006-01-20 Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук HEAT BATTERY

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091918C1 (en) * 1987-10-28 1997-09-27 Государственное научно-производственное предприятие "Квант" Electrochemical thermal battery
RU8525U1 (en) * 1997-11-20 1998-11-16 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики HEAT BATTERY
JP2001357873A (en) * 2000-06-15 2001-12-26 Yuasa Corp Thermal battery
RU50718U1 (en) * 2005-07-25 2006-01-20 Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук HEAT BATTERY

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751538C1 (en) * 2020-12-24 2021-07-14 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Energy-intensive thermal chemical current source
RU210951U1 (en) * 2021-05-06 2022-05-16 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE
RU216362U1 (en) * 2022-04-19 2023-01-31 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE
RU221853U1 (en) * 2023-01-26 2023-11-28 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4119769A (en) Thermal battery having iron pyrite depolarizer
SU465005A3 (en) Battery torn battery
RU2313158C2 (en) Solid-state chemical current supply and method for raising discharge capacity/
RU2369944C2 (en) Thermal battery
US6146786A (en) Electrochemical storage cell having a central core providing mechanical, thermal, and electrical functions
RU198481U1 (en) HEAT BATTERY
US4003753A (en) Electrode structure for electrical energy storage device
US3513034A (en) Terminal for thermal cells
JPS60119083A (en) Electrochemical storage cell
JP5588539B2 (en) Electrochemical cell
US10700364B2 (en) Solid-state reserve battery activated by compression
US4087591A (en) Pyrotechnically activated lithium-chlorine cell having a lithium vapor barrier
RU2628567C1 (en) Chemical cell
RU2744416C1 (en) Thermal battery
JP2000173627A5 (en)
RU210951U1 (en) THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE
US4590136A (en) Electrochemical storage cell of the alkali metal and chalcogen type
RU2746268C1 (en) Battery of thermoactivated chemical current sources
RU210933U1 (en) THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE
RU211610U1 (en) THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE
RU195695U1 (en) THERMAL CHEMICAL SOURCE
CN102428593A (en) Sealed secondary battery
US3907590A (en) Aluminum electrode
JP3289788B2 (en) Thermal battery
JPS5931010Y2 (en) sodium-sulfur battery