RU2106726C1 - Metal-gas storage cell and its assembly process - Google Patents

Metal-gas storage cell and its assembly process Download PDF

Info

Publication number
RU2106726C1
RU2106726C1 RU96113553/09A RU96113553A RU2106726C1 RU 2106726 C1 RU2106726 C1 RU 2106726C1 RU 96113553/09 A RU96113553/09 A RU 96113553/09A RU 96113553 A RU96113553 A RU 96113553A RU 2106726 C1 RU2106726 C1 RU 2106726C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
case
parts
housing
cylindrical spacers
battery
Prior art date
Application number
RU96113553/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96113553A (en
Inventor
ев В.Ф. Чел
В.Ф. Челяев
В.А. Никитин
А.М. Данилов
М.В. Рожков
Original Assignee
Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
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 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева filed Critical Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Priority to RU96113553/09A priority Critical patent/RU2106726C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2106726C1 publication Critical patent/RU2106726C1/en
Publication of RU96113553A publication Critical patent/RU96113553A/en

Links

Classifications

    • 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

  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

FIELD: chemical power supplies. SUBSTANCE: storage cell has case built up of two semi-spherical shells with flanges and cylindrical spacers welded together as well as set of plates installed in case. Two semi-spherical shells are provided, in addition, with cylindrical spacers that have internal annular slots forming closed cavity in vicinity of welded joint and with sealing gasket fitted at mating surface of additional cylindrical spacers, as well as with collars for bracing two parts of case together. Pipe union welded into one of additional cylindrical spacers on its internal side carries gas vent tube providing communication between closed cavity and service neck on cell case. Cell assembly process includes installation of set of plates into case, joining of case parts and their fusion welding together at the same time evacuating the case. Set of plates is placed in vessel filled with inert gas and after case parts are joined together, weld is hermetically sealed from internal cavity of case; the latter is evacuated to pressure of 1•10-2 mm Hg; fusion welding of case parts is made while maintaining mentioned vacuum pressure. EFFECT: improved service life and reliability of cell. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при сборке металлогазовых аккумуляторов. The invention relates to electrical engineering and can be used in the assembly of metal-gas batteries.

Известен металлогазовый аккумулятор, содержащий блок электродов, установленный в корпусе, представляющем собой сосуд, сваренный за одно целое с дном [1]. Known metal-gas battery containing a block of electrodes installed in the housing, which is a vessel welded in one piece with the bottom [1].

Известен способ сборки такого типа аккумулятора путем установки блока электродов в сосуд и сварки сосуда с дном [2]. A known method of assembling this type of battery by installing a block of electrodes in a vessel and welding the vessel with the bottom [2].

Недостатком такого типа аккумуляторов и способа сборки их является то, что при сварке под действием тепла обгорают сепараторы и изоляционные детали, которые при этом выделяют вредные газы, например хлор и его соединения. Вследствие этого повышается степень загрязнения электролита и активных масс электрода, что сокращает срок службы аккумулятора. The disadvantage of this type of battery and the method of assembling them is that when welding under the influence of heat burn separators and insulating parts, which in this case emit harmful gases, such as chlorine and its compounds. As a result, the degree of contamination of the electrolyte and the active masses of the electrode increases, which reduces the battery life.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является металлогазовый аккумулятор, содержащий блок электродов, установленный в сосуде, в крышке которого имеется горловина с газоотводной трубкой, через которую аккумулятор соединяют с вакуумированным объемом и обеспечивают сварку с поддержанием низкого давления во внутренней полости аккумулятора [3]. The closest in technical essence to the proposed device is a metal-gas battery containing an electrode block mounted in a vessel, in the lid of which there is a neck with a gas pipe through which the battery is connected to a vacuum volume and provide welding while maintaining low pressure in the internal cavity of the battery [3] .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ сборки аккумулятора [4], взятый за прототип. The closest in technical essence to the proposed method is a method of assembling a battery [4], taken as a prototype.

Этот способ сборки аккумулятора заключается в том, что блок электродов устанавливают в корпус, герметично стыкуют части корпуса, затем вакуумируют внутреннюю полость корпуса, соединяя через горловину крышки газоотводной трубкой с вакуумированным объемом, в которой давление поддерживается в диапазоне 0,05-0,5 относительно давления во внутренней полости аккумулятора, после чего сваривают части корпуса. This method of assembly of the battery consists in the fact that the electrode block is installed in the housing, the parts of the housing are hermetically sealed, then the internal cavity of the housing is vacuumized, connecting through the neck of the cover with a gas outlet tube with a vacuum volume in which the pressure is maintained in the range of 0.05-0.5 relative to pressure in the internal cavity of the battery, after which parts of the housing are welded.

Это позволяет снизить степень загрязнения электролита и активных масс электрода, что повышает срок службы. This allows you to reduce the degree of contamination of the electrolyte and the active mass of the electrode, which increases the service life.

Однако недостатком изложенных устройства и способа его сборки являются малая надежность и короткий срок службы аккумулятора, недостаточный для выполнения полетных задач, так как известный способ сборки аккумулятора не позволяет обеспечить глубокое вакуумирование, например до 1•10-4 мм рт.ст., а значит не позволяет получить сварное соединение требуемого качества. Это связано с тем, что сварной шов не изолирован от внутреннего объема блока электродов, выделяющего пары воды и газы при сварке.However, the disadvantage of the described device and method of its assembly are low reliability and short battery life, insufficient to perform flight tasks, since the known method of battery assembly does not allow for deep evacuation, for example, up to 1 • 10 -4 mm Hg, which means does not allow to obtain a welded joint of the required quality. This is due to the fact that the weld is not isolated from the internal volume of the electrode block, emitting water vapor and gases during welding.

Таким образом, задачей нового технического решения является создание такой конструкции самого аккумулятора, и такого способа сборки, при котором, с одной стороны, исключалось бы влияние процесса сварки на блок электродов в период сборки аккумулятора, а с другой стороны, исключалось бы влияние газовыделения из блока электродов на качество сварного шва, что продлило бы срок службы аккумулятора и повысило бы его надежность. Thus, the task of the new technical solution is to create such a design of the battery itself, and such a method of assembly, in which, on the one hand, the influence of the welding process on the electrode block during the assembly of the battery would be excluded, and on the other hand, the influence of gas evolution from the block would be excluded electrodes for the quality of the weld, which would extend the battery life and increase its reliability.

Решить поставленную задачу можно созданием такой конструкции аккумулятора, в которой можно было бы проводить сварку частей корпуса в атмосфере инертного газа при вакуумировании до 1•10-2 мм рт.ст, и ниже.The task can be solved by creating such a battery design in which it would be possible to weld parts of the body in an inert gas atmosphere while evacuating to 1 • 10 -2 mm Hg and lower.

Задача решается совокупностью всех существенных признаков, перечисленных ниже. The problem is solved by the combination of all the essential features listed below.

В металлогазовом аккумуляторе, корпус которого состоит из двух полусферических оболочек с фланцами и цилиндрическими проставками, сваренными между собой, установлен блок электродов. При этом две полусферические оболочки снабжены дополнительными цилиндрическими проставками с внутренними кольцевыми пазами, образующими замкнутую полость в области сварного шва и герметизирующим уплотнением, расположенным по площади стыковки дополнительных цилиндрических проставок, а также бортиками для стягивания двух частей корпуса. В одну из дополнительных цилиндрических проставок с внутренней стороны вварен штуцер с газовыводящей трубкой, соединяющей замкнутую полость с технологической горловиной на корпусе аккумулятора. In a metal-gas battery, the casing of which consists of two hemispherical shells with flanges and cylindrical spacers welded together, a block of electrodes is installed. In this case, two hemispherical shells are equipped with additional cylindrical spacers with internal annular grooves forming a closed cavity in the weld area and a sealing seal located over the joint area of the additional cylindrical spacers, as well as sides for tightening two parts of the body. A fitting with a gas outlet pipe is connected to one of the additional cylindrical spacers on the inside, connecting a closed cavity with a technological neck on the battery case.

В способе сборки металлогазового аккумулятора путем установки блока электродов в корпусе, стыковки частей корпуса и сварки частей корпуса плавлением при одновременном вакуумировании установку блока электродов в корпусе производят в емкости, заполненной инертным газом, после стыковки частей корпуса герметично изолируют область сварного шва от внутренней полости корпуса и вакуумируют ее до давления 1•10-2 мм рт.ст., а сварку частей корпуса плавлением производят при поддержании указанного вакуума.In the method of assembling a metal-gas battery by installing the electrode block in the housing, joining the housing parts and fusing the housing parts while vacuuming, the electrode assembly in the housing is installed in a container filled with inert gas, after the housing parts are joined, the weld area is sealed from the inner cavity of the housing and vacuum it to a pressure of 1 • 10 -2 mm Hg, and welding parts of the body by melting is carried out while maintaining the specified vacuum.

В предлагаемом металлогазовом аккумуляторе и способе его сборки положительный эффект заключается в том, что при всех технологических операциях при подготовке и сварке корпуса аккумулятора внутренний объем аккумулятора герметично изолирован от области сварного шва, что исключает их отрицательное взаимовлияние: сварной шов изолирован от паров воды, постоянно присутствующих во внутреннем объеме блока электродов и зависящих от концентрации и температуры электролита, с одной стороны, и с другой стороны, исключено отрицательное влияние процесса сварки на блок электродов в период сборки аккумулятора, при этом конструкция дополнительного герметичного объема выполняет и роль теплового экрана, изолирующего блок электродов от прямого теплового воздействия при плавлении сварного шва. In the proposed metal-gas battery and its assembly method, the positive effect is that during all technological operations during preparation and welding of the battery case, the internal volume of the battery is hermetically isolated from the weld area, which eliminates their negative influence: the weld is isolated from water vapor that is constantly present in the internal volume of the electrode block and depending on the concentration and temperature of the electrolyte, on the one hand, and on the other hand, the negative influence of otsessa welding electrode assembly in the battery during assembly, wherein the structure further sealed volume performs the role of the heat shield, insulating an electrode assembly from direct exposure to heat during the melting of the weld.

На чертеже изображен металлогазовый аккумулятор, который содержит корпус, состоящий из полусферической оболочки 1 с цилиндрической проставкой 2 с буртиком 3 и дополнительной проставкой 4, полусферической оболочки 5 с цилиндрической проставкой 6 с буртиком 7 и дополнительной проставкой 8 и герметизирующего кольцевого уплотнения 9. The drawing shows a metal-gas battery, which contains a housing consisting of a hemispherical shell 1 with a cylindrical spacer 2 with a shoulder 3 and an additional spacer 4, a hemispherical shell 5 with a cylindrical spacer 6 with a shoulder 7 and an additional spacer 8 and a sealing ring seal 9.

В дополнительную цилиндрическую проставку 8 вварен штуцер 10 с газовыводящей трубкой 11, другой конец которой герметично выведен через технологическую горловину корпуса 12, таким образом, что газоотводная трубка соединяет герметичный объем, образованный дополнительными цилиндрическими проставками 4,8 со средой вне корпуса аккумулятора. A fitting 10 with a gas outlet pipe 11 is welded into an additional cylindrical spacer 8, the other end of which is hermetically discharged through the technological neck of the housing 12, so that the gas outlet tube connects the sealed volume formed by additional 4.8 cylindrical spacers with the medium outside the battery case.

Внутри корпуса во фланцах полусферических оболочек установлен блок электродов 13 и закреплен во фланце полусферической оболочки 5 с помощью накидной гайки 14. Inside the housing, in the flanges of the hemispherical shells, a block of electrodes 13 is mounted and fixed in the flange of the hemispherical shell 5 using a union nut 14.

Сборку металлогазового аккумулятора производят следующим образом. Assembling a metal-gas battery is as follows.

Сначала устанавливают полусферическую оболочку 5 фланцем вниз в емкость, в качестве которой может быть использована емкость камеры сварочного аппарата. При этом имеется в виду, что цилиндрическая проставка 6 с буртиком 7 и дополнительная проставка 8 сварены с оболочкой и представляют единое целое. First, set up the hemispherical shell 5 with the flange down in the container, which can be used as the chamber capacity of the welding machine. In this case, it is understood that the cylindrical spacer 6 with the shoulder 7 and the additional spacer 8 are welded to the shell and represent a single whole.

Затем заполняют емкость камеры сварочного аппарата аргоном таким образом, чтобы аргон вытеснил весь воздух, находящийся в ней. После этого сверху вставляют во фланец полусферической оболочки 5 блок электродов 13 и фиксируют с помощью накидной гайки 14. На полусферическую оболочку 5 устанавливают полусферическую оболочку 1, и герметизируют стык с помощью герметизирующего кольцевого уплотнения 9 и технологического приспособления для стягивания двух полусферических оболочек (на чертеже не показано) с использованием буртиков 3 и 7. При этом в области сварного шва организуется дополнительный объем, герметично изолированный от внутреннего объема корпуса, и соединенный с помощью штуцера 10 и газоотводной трубки 11 со средой вне аккумулятора через технологическую горловину 12. После сборки аккумулятора производят глубокое вакуумирование, замену воздушной атмосферы на аргон как внутри емкости сварочной камеры, так и в замкнутой полости в области сварного шва через штуцер 10 с газовыводящей трубкой 11, соединяющей замкнутую полость с технологической горловиной 12 на корпусе аккумулятора и производят сварку сварного шва двух дополнительных проставок 4 и 8 в гарантированной инертной среде, в которой исключено влияние газовой среды аккумулятора (паров воды, щелочи и др.) на процесс сварки, а также исключен рост давления в дополнительном объеме, что обеспечивает необходимое качество сварного стыка. Блок электродов при этом находится в атмосфере инертного газа при давлении ≈ 1атм. Это исключает попадание вредных примесей при сварке. Дополнительный тепловой экран снижает температуру нагрева блока электродов в процессе сварки, что увеличивает ресурс и надежность работы аккумулятора. Then fill the chamber chamber of the welding machine with argon so that argon displaces all the air in it. After that, the electrode block 13 is inserted into the flange of the hemispherical shell 5 from above and fixed with a union nut 14. A hemispherical shell 1 is mounted on the hemispherical shell 5 and the joint is sealed with a sealing ring seal 9 and a technological device for tightening two hemispherical shells (not shown shown) using shoulders 3 and 7. In this case, an additional volume is organized in the weld area, hermetically isolated from the internal volume of the body, and connected using the nozzle 10 and the exhaust pipe 11 with the medium outside the battery through the technological neck 12. After the battery is assembled, deep evacuation is carried out, the air atmosphere is replaced with argon both inside the weld chamber capacity and in a closed cavity in the weld area through the nozzle 10 with a gas outlet tube 11, connecting the closed cavity with the technological neck 12 on the battery housing and weld the weld of two additional spacers 4 and 8 in a guaranteed inert environment, which excludes iyanie gas accumulator medium (water vapor, alkali, etc.) on the welding process, and eliminate the pressure rise an additional amount, which ensures the required quality of welded joints. The electrode block is in an inert gas atmosphere at a pressure of ≈ 1 atm. This eliminates the ingress of harmful impurities during welding. An additional heat shield reduces the heating temperature of the electrode block during the welding process, which increases the resource and reliability of the battery.

Claims (2)

1. Металлогазовый аккумулятор, содержащий корпус, состоящий из двух полусферических оболочек с фланцами и цилиндрическими проставками, сваренных между собой, внутри которого установлен блок электродов, отличающийся тем, что две полусферические оболочки снабжены дополнительными цилиндрическими проставками с внутренними кольцевыми пазами, образующими замкнутую полость в область сварного шва и герметизирующим уплотнением, по площади стыковки дополнительных цилиндрических проставок, а также буртиками для стягивания двух частей корпуса, при этом в одну из дополнительный цилиндрических проставок с внутренней стороны вварен штуцер с газовыводящей трубкой, соединяющей замкнутую полость с технологической горловиной на корпусе аккумулятора. 1. A metal-gas battery containing a housing consisting of two hemispherical shells with flanges and cylindrical spacers welded together, inside which an electrode block is installed, characterized in that the two hemispherical shells are provided with additional cylindrical spacers with inner annular grooves that form a closed cavity in the region a weld and a sealing seal, over the joint area of additional cylindrical spacers, as well as collars for tightening two parts of the body , Wherein one of the additional cylindrical spacers welded on the inner side with gazovyvodyaschey choke tube connecting the closed cavity with the process of the battery housing neck. 2. Способ сборки металло-газового аккумулятора путем установки блока электродов в корпусе, стыковки частей корпуса и сварки частей корпуса плавлением опри одновременном вакуумировании отличающийся тем, что установку блока электродов в корпусе производят в емкости, заполненной энертным газом, после стыковки частей корпуса герметично изолируют область сварного шва от внутренней полости корпуса и вакуумируют ее до давления 1 • 10- 2 мм рт.ст., а сварку частей корпуса плавлением производят при поддержании указанного вакуума.2. A method of assembling a metal-gas battery by installing the electrode block in the housing, joining the housing parts and welding the housing parts by fusion during simultaneous evacuation, characterized in that the electrode assembly is installed in the housing in a container filled with energetic gas, after the parts of the housing are joined, the area is hermetically insulated weld from the inner cavity of the body and vacuum it to a pressure of 1 • 10 - 2 mm Hg, and welding parts of the body by fusion is carried out while maintaining the specified vacuum.
RU96113553/09A 1996-07-05 1996-07-05 Metal-gas storage cell and its assembly process RU2106726C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96113553/09A RU2106726C1 (en) 1996-07-05 1996-07-05 Metal-gas storage cell and its assembly process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96113553/09A RU2106726C1 (en) 1996-07-05 1996-07-05 Metal-gas storage cell and its assembly process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2106726C1 true RU2106726C1 (en) 1998-03-10
RU96113553A RU96113553A (en) 1998-04-20

Family

ID=20182833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96113553/09A RU2106726C1 (en) 1996-07-05 1996-07-05 Metal-gas storage cell and its assembly process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2106726C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503099C1 (en) * 2009-09-30 2013-12-27 Электрисите Де Франс Stiff compartment of negative electrode for metal-air battery and method of its manufacturing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
4. ВИНИТИ, Итоги науки и техники, серия Ракетостроение и космическая техника, т. 10., Орбитальные космическиен станции, М., 1989, с. 110. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503099C1 (en) * 2009-09-30 2013-12-27 Электрисите Де Франс Stiff compartment of negative electrode for metal-air battery and method of its manufacturing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2083686A (en) Electrochemical storage cell
US20210351442A1 (en) Molten sodium battery and partition wall for molten sodium battery
JPH0624155B2 (en) Rechargeable high temperature electrochemical cell
US10637103B2 (en) Sodium-sulfur battery
US9059484B2 (en) Rechargeable electrochemical cell and method of manufacturing a rechargeable electrochemical cell
US4182028A (en) Hermetically sealed button-type electrochemical cell and method for making same
RU2106726C1 (en) Metal-gas storage cell and its assembly process
US4104448A (en) Alkali metal-sulphur cells
US5164272A (en) Alkali metal cell
RU2183371C1 (en) Metal-air battery
US5197995A (en) Method of making an alkali metal cell
JPH10302830A (en) Sodium/molten salt secondary battery and its assembly method
JPS59154741A (en) Sealed type battery
JP3329700B2 (en) Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same
SU589648A1 (en) Storage battery assembling method
JP2008103222A (en) Alkaline dry cell
JPS59194366A (en) Sodium-sulfur battery
JP2815312B2 (en) Gas filling method in sodium-sulfur battery
JPH07176329A (en) Gas filling method into sodium-sulfur battery container
JP4167032B2 (en) Sodium secondary battery
JP2644256B2 (en) Sodium-sulfur battery
RU96113553A (en) METHOD FOR ASSEMBLING A BATTERY AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JPH06104009A (en) Sealed secondary battery
JP2002184457A (en) Sodium-sulfur battery
JPS6351353B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040706