RU2290723C1

RU2290723C1 - Switch-mode chemical current supply

Info

Publication number: RU2290723C1
Application number: RU2005110583/09A
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Барнашов (RU); Сергей Анатольевич Барнашов; Александр Иванович Елисеев (RU); Александр Иванович Елисеев; Владимир Александрович Загайнов (RU); Владимир Александрович Загайнов; Владимир Досифеевич Зимин (RU); Владимир Досифеевич Зимин
Original assignee: Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-12-27
Also published as: RU2005110583A

Abstract

FIELD: electrical engineering; stand-by power supplies.

SUBSTANCE: proposed chemical current supply has case with cover, cap, and perforated partition for admitting electrolyte to electrode blocks; case accommodates at least one ampoule holding thionyl chloride based nonaqueous electrolyte and rated quantity of electrode blocks. Ampoule has movable-base bellows mounting disintegrating membrane for displacing this movable base in axial direction toward electrode blocks and layers of alkali metal anode and carbon cathode with porous separator in-between. Mounted within case in center of fixed perforated partition that separates ampoule and electrode block are means for opening ampoule membrane, pressure pulse source for engaging ampoule membrane opening means, disintegrating membrane tightly fixed on ampoule movable base facing the fixed perforated partition of each electrode block. Perforated partition designed to pass electrolyte so that ampoule disintegrating membrane covers inlet of distribution system providing communication between ampoule and electrode units is built in at electrode block entry; all electrode blocks are positioned in parallel with case and pressure pulse source axes; pressure pulse source is pneumatically coupled with ampoule bellows. Ampoule filled with electrolyte communicates with electrode blocks by means of single distribution system. Active system of electrode block is made in the form of compressed anode material structure flatly corrugated along its longitudinal axis with multiple cathode-material plates covered with porous separator bags mounted in corrugation valleys; cathode is made in the form of metal net covered with carbon layer. All electrode blocks are disposed so that their longitudinal and transverse axes are parallel and centers of transverse axes lie on curves symmetrical to center line of source case; their adjacent faces are joined together.

EFFECT: minimized volume at high discharge characteristics.

1 cl, 2 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, конкретно к резервным химическим источникам тока ампульного типа.The present invention relates to the field of electrical engineering, specifically to backup chemical current sources of the ampoule type.

Известен химический источник тока ампульного типа, содержащий в корпусе расчетное количество электрохимических элементов (ЭХЭ), каждый из которых содержит электродный блок с активной системой из слоев, образованных анодом из щелочного металла, углеродным катодом, разделенными между собой пористым сепаратором, ампулу с электролитом, систему вскрытия ампулы и подачи электролита в электродный блок (заявка Франции №2599895, МПК Н 01 М 6/38, опубл. 12.11.87 г.).A chemical ampoule type current source is known that contains a calculated number of electrochemical elements (ECE) in the housing, each of which contains an electrode block with an active system of layers formed by an alkali metal anode, a carbon cathode separated by a porous separator, an ampoule with an electrolyte, a system opening the ampoule and supplying the electrolyte to the electrode block (French application No. 2599895, IPC N 01 M 6/38, publ. 12.11.87).

К недостаткам аналога относится недостаточно компактное выполнение элементов электродного блока - электродов и их размещение в батарее.The disadvantages of the analogue are the insufficiently compact implementation of the elements of the electrode block - electrodes and their placement in the battery.

Известен в качестве наиболее близкого по технической сущности и достигаемому техническому результату химический источник тока ампульного типа, известный из патента РФ №2191448, МПК Н 01 М 6/32, опубл. БИ №29/02, от 20.10.2002 г., содержащий корпус, размещенные в нем расчетное количество электрохимических элементов, каждый из которых содержит расчетное количество электродных блоков, заполненных инертным газом под давлением ниже атмосферного, и, по крайней мере, одну ампулу с неводным электролитом на основе тионилхлорида, которая выполнена в виде сильфона с подвижным основанием и герметично размещенной на нем разрушающейся мембраной, средство вскрытия мембраны ампулы, при этом подвижное основание ампулы обращено в направлении к системе электродных блоков и установлено с возможностью перемещения его в осевом направлении к электродным блокам, каждый из которых имеет активную систему из слоев, образованных анодом из щелочного металла, углеродным катодом, разделенных между собой пористым сепаратором, источник импульса давления для задействования средства вскрытия мембраны ампулы, при этом все электродные блоки ориентированы параллельно оси корпуса и оси источника импульса давления, который пневматически связан с сильфоном ампулы, гофрированный элемент, охватывающий ампулу и перфорированную перегородку по образующей с внешней стороны, при этом в качестве электродов и сепаратора используются свернутые в рулон слои соответствующего металла.Known as the closest in technical essence and technical result achieved is a chemical current source of the ampoule type, known from RF patent No. 2191448, IPC N 01 M 6/32, publ. BI No. 29/02, dated October 20, 2002, containing a housing, an estimated number of electrochemical elements placed in it, each of which contains an estimated number of electrode blocks filled with inert gas under atmospheric pressure, and at least one ampoule with a non-aqueous thionyl chloride-based electrolyte, which is made in the form of a bellows with a movable base and a collapsing membrane sealed on it, an opening means for the ampoule membrane, while the movable base of the ampoule is facing the electron system native blocks and it is installed with the possibility of moving it in the axial direction to the electrode blocks, each of which has an active system of layers formed by an alkali metal anode, a carbon cathode, separated by a porous separator, a pressure pulse source for activating the means of opening the ampoule membrane, this all the electrode blocks are oriented parallel to the axis of the housing and the axis of the pressure pulse source, which is pneumatically connected to the ampoule bellows, a corrugated element covering the ampoule and a perforated partition along the generatrix from the outside, while layers of the corresponding metal are rolled up as electrodes and a separator.

К недостаткам прототипа относятся также недостаточно компактное и рациональное выполнение электрохимических элементов в корпусе источника и электродов, выполненных в виде рулонов в составе каждого электрохимического элемента, что не обеспечивает и последующее компактное размещение их в батарее, а также недостаточно высокие удельные характеристики мощности источника.The disadvantages of the prototype also include insufficiently compact and rational execution of electrochemical cells in the source housing and electrodes made in the form of rolls in each electrochemical cell, which does not provide their subsequent compact placement in the battery, as well as insufficiently high specific power characteristics of the source.

Задачей авторов предлагаемого изобретения является разработка электрохимического элемента для химического источника тока ампульного типа с минимизированным объемом для решения проблем жестких габаритных ограничений повышенной удельной мощности при сохранении высоких разрядных характеристик.The task of the authors of the invention is the development of an electrochemical cell for a chemical current source of ampoule type with a minimized volume to solve the problems of tight dimensional limitations of high specific power while maintaining high discharge characteristics.

Новый технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого химического источника тока ампульного типа, заключается в повышении эффективности работы за счет улучшения удельных характеристик энергетической мощности электрохимического элемента, обеспечении минимизации объема одного электрохимического элемента для возможности компактной компоновки нескольких подобных ему в единый источник тока при одновременном сохранении разрядных характеристик.A new technical result achieved by using the proposed ampoule type chemical current source is to increase operating efficiency by improving the specific characteristics of the power capacity of the electrochemical cell, minimizing the volume of one electrochemical cell to allow compact assembly of several similar to a single current source while maintaining discharge characteristics.

Указанные задача и новый технический результат достигаются тем, что в известном химическом источнике тока ампульного типа (АХИТ), содержащем корпус, размещенные в нем расчетное количество электрохимических элементов, каждый из которых содержит расчетное количество электродных блоков, заполненных инертным газом под давлением ниже атмосферного, и, по крайней мере, одну ампулу с неводным электролитом на основе тионилхлорида, которая выполнена в виде сильфона с подвижным основанием и герметично размещенной на нем разрушающейся мембраной, средство вскрытия мембраны ампулы, при этом подвижное основание ампулы обращено в направлении к системе электродных блоков и установлено с возможностью перемещения его в осевом направлении к электродным блокам, каждый из которых имеет активную систему из слоев, образованных анодом из щелочного металла, углеродным катодом, разделенных между собой пористым сепаратором, источник импульса давления для задействования средства вскрытия мембраны ампулы, при этом все электродные блоки ориентированы параллельно оси корпуса и оси источника импульса давления, который пневматически связан с сильфоном ампулы, гофрированный элемент, охватывающий ампулу и перфорированную перегородку по образующей с внешней стороны, в соответствии с предлагаемой конструкцией ампула с электролитом сообщена с электродными блоками посредством единой распределительной системы, а разрушающаяся мембрана ампулы перекрывает вход в эту распределительную систему, на входе в электродные блоки вмонтирована перфорированная неподвижная перегородка для перетекания электролита, закрепленная с зазором относительно ампулы, средство для вскрытия мембраны ампулы зафиксировано в центре перфорированной неподвижной перегородки, активная система каждого электродного блока выполнена в виде сжатой плоскогофрированной вдоль собственной продольной оси структуры, в промежутках между гофрами которого установлены множественные пластины из материала катода в чехлах из пористого сепаратора, при этом катод выполнен в виде металлической сетки, на которую нанесен слой углерода со связующим материалом, все электродные блоки размещены таким образом, что их продольные и поперечные оси параллельны, а центры поперечных осей лежат на кривых, симметричных относительно оси симметрии корпуса источника, при этом смежные грани электродных блоков сопряжены между собой.These tasks and a new technical result are achieved by the fact that in a known chemical current source of ampoule type (AHIT) containing a housing, an estimated number of electrochemical elements placed in it, each of which contains a calculated number of electrode blocks filled with an inert gas under atmospheric pressure, and at least one ampoule with a non-aqueous thionyl chloride-based electrolyte, which is made in the form of a bellows with a movable base and a collapsing membrane sealed on it, means for opening the ampoule membrane, with the movable base of the ampoule facing towards the system of electrode blocks and installed with the possibility of moving it in the axial direction to the electrode blocks, each of which has an active system of layers formed by an alkali metal anode, a carbon cathode, divided between a porous separator, a pressure pulse source for activating the means of opening the ampoule membrane, while all the electrode blocks are oriented parallel to the axis of the housing and the axis of the source the pressure pulse, which is pneumatically connected to the ampoule bellows, the corrugated element covering the ampoule and the perforated septum along the generatrix from the outside, in accordance with the proposed design, the ampoule with electrolyte is communicated with the electrode blocks through a single distribution system, and the collapsing membrane of the ampoule blocks the entrance to this distribution system, at the entrance to the electrode blocks a perforated fixed partition is mounted for electrolyte flow, fixed with a gap of As regards the ampoule, the means for opening the ampoule membrane is fixed in the center of the perforated fixed partition, the active system of each electrode unit is made in the form of a compressed plane-shaped along its own longitudinal axis structure, in the intervals between the corrugations of which are installed multiple plates of cathode material in the covers of a porous separator, while the cathode is made in the form of a metal grid on which a layer of carbon with a binder material is applied; all electrode blocks are placed in such a way about their longitudinal and transverse axes parallel and the centers of the transverse axes lie on curves, symmetric with respect to the symmetry axis of the source body, wherein the adjacent faces of the electrode blocks are conjugate.

Сущность предлагаемого химического источника тока ампульного типа заключается в следующем.The essence of the proposed chemical current source of the ampoule type is as follows.

На фиг.1 изображен химический источник тока ампульного типа, где 1 - корпус, 2 - крышка корпуса, 3 - колпак, 4 - электрохимический элемент.Figure 1 shows the chemical current source of the ampoule type, where 1 is the housing, 2 is the housing cover, 3 is a cap, 4 is an electrochemical cell.

На виде сверху А-А фиг.1 изображены:The top view aa of figure 1 shows:

5 - электродные блоки, 6 - источник импульса давления.5 - electrode blocks, 6 - pressure pulse source.

На фиг.2 показан электрохимический элемент, где 1 - корпус, 5 - электродные блоки (разрывающаяся мембрана ампулы не показана), 7 - ампула с неводным электролитом.Figure 2 shows the electrochemical cell, where 1 is the casing, 5 are electrode blocks (tearing membrane of the ampoule is not shown), 7 is an ampoule with non-aqueous electrolyte.

На фиг.2, вид Б-Б показана в разрезе часть электродного блока, раскрывающая форму выполнения отрицательного электрода 8, положительного электрода 9 и сепараторов 10 между ними.In Fig.2, a view BB shows in section a part of the electrode unit, revealing the form of execution of the negative electrode 8, the positive electrode 9 and the separators 10 between them.

Из фиг.2, вид Б-Б, видно, что оптимальным в плане компактирования ЭХЭ и минимизации габаритов собранной из ЭХЭ данного вида источника тока является их оформление в виде сжатой плоскогофрированной вдоль собственной продольной оси структуры из материала анода, в промежутках между гофрами которого установлены множественные пластины из материала катода в чехлах из пористого сепаратора, что конструктивно подобно изогнутой структуре типа «зиг-заг» или «гармошка».From figure 2, view BB, it is clear that the optimal in terms of compaction of the ECE and minimizing the dimensions of this type of current source collected from the ECE is their design in the form of a compressed plane-shaped along its own longitudinal axis of the structure of the anode material, in the intervals between the corrugations of which are installed multiple plates of cathode material in covers made of a porous separator, which is structurally similar to a curved zig-zag or accordion-like structure.

Геометрически такая конфигурация электродов имеет преимущества в решении проблемы пространственного позиционирования электродов с соблюдением принципа симметрии (равенства расстояний между ними во всем пространстве электродного блока) по сравнению с прототипом.Geometrically, this configuration of the electrodes has advantages in solving the problem of spatial positioning of the electrodes in compliance with the principle of symmetry (equal distances between them in the entire space of the electrode block) compared to the prototype.

Такое выполнение электродов, кроме того, является наиболее рациональным и в плане соответствия жестким требованиям по габаритным ограничениям, существующим для определенного типа источников резервного типа (АХИТ) в целом.This embodiment of the electrodes, in addition, is the most rational and in terms of meeting stringent requirements for overall restrictions that exist for a certain type of backup type sources (AHIT) as a whole.

При этом все рабочие поверхности электродов более доступны для электролита, чем в случае исполнения электродов в виде свернутых в рулон листов материалов, как это предусмотрено в прототипе, что ускоряет протекание электрохимических реакций на катоде и аноде, способствует полноте их реализации и значительно повышает эффективность работы АХИТ в целом и его удельную мощность.Moreover, all the working surfaces of the electrodes are more accessible for the electrolyte than in the case of the execution of the electrodes in the form of sheets of materials rolled into a roll, as provided for in the prototype, which accelerates the flow of electrochemical reactions at the cathode and anode, contributes to the completeness of their implementation and significantly increases the efficiency of AHIT in general, and its specific power.

Выполнение катода в виде металлической сетки, на которую нанесен слой углерода в сочетании со связующим (закрепляющим материалом), как это выявлено экспериментально, также способствует максимально эффективной работе АХИТ.The implementation of the cathode in the form of a metal grid, on which a layer of carbon is applied in combination with a binder (fixing material), as experimentally identified, also contributes to the most efficient operation of AHIT.

В предлагаемом источнике ампула с электролитом сообщена с электродными блоками посредством единой распределительной системы, а разрушающаяся мембрана ампулы перекрывает вход в эту распределительную систему, на входе в электродные блоки вмонтирована перфорированная неподвижная перегородка для перетекания электролита, закрепленная с зазором относительно ампулы.In the proposed source, the ampoule with the electrolyte is in communication with the electrode blocks through a single distribution system, and the collapsing membrane of the ampoule blocks the entrance to this distribution system, at the entrance to the electrode blocks, a perforated stationary partition for flowing the electrolyte is mounted, fixed with a gap relative to the ampoule.

Применение такого расположения в предлагаемом АХИТ функциональных частей, при котором все электродные блоки размещены таким образом, что их продольные и поперечные оси параллельны, центры поперечных осей лежат на кривых, симметричных относительно геометрического центра (оси симметрии) корпуса источника, при этом смежные грани их сопряжены между собой - также способствует максимально рациональному использованию всего рабочего пространства и еще большему компактированию конструкции. Кроме того, питание одной ампулой партии электродных блоков способствует максимальной синхронизации процесса активации предлагаемой многоместной батареи ЭХЭ, большей эффективности ее при срабатывании. Кроме того, использование общей неподвижной перфорированной перегородки для всех электродных блоков ЭХЭ позволяет значительно уменьшить риск попадания остатков разрывающейся мембраны ампулы в рабочее пространство электродных блоков, а также синхронизации процесса заполнения их электролитом.The application of such an arrangement in the proposed AHIT of the functional parts, in which all the electrode blocks are arranged in such a way that their longitudinal and transverse axes are parallel, the centers of the transverse axes lie on the curves symmetrical with respect to the geometric center (axis of symmetry) of the source body, while adjacent faces are conjugated among themselves - also contributes to the maximum rational use of the entire workspace and even greater compaction of the structure. In addition, the supply of a single ampoule of a batch of electrode blocks contributes to the maximum synchronization of the activation process of the proposed multi-seater battery ECE, its greater efficiency when triggered. In addition, the use of a common fixed perforated septum for all ECE electrode blocks can significantly reduce the risk of the remnants of a tearing ampoule membrane getting into the working space of the electrode blocks, as well as synchronizing the process of filling them with electrolyte.

В качестве электролита в предлагаемом источнике, как и в прототипе, также использован неводный электролит на основе тионилхлорида, поскольку при этом в сочетании с предлагаемой активной системой реализуются и работоспособность и достаточно высокие разрядные характеристики устройства.As the electrolyte in the proposed source, as in the prototype, a non-aqueous electrolyte based on thionyl chloride was also used, since in addition to this, the working capacity and rather high discharge characteristics of the device are realized in combination with the proposed active system.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При активации химического источника тока, состоящей из отдельных ЭХЭ предлагаемого типа, (при срабатывании источника импульса давления для задействования средства вскрытия мембраны ампулы) происходит заполнение электролитом полости каждого электродного блока ЭХЭ через неподвижную перфорированную перегородку и на внешних клеммах источника регистрируется напряжение расчетной величины. Заполнение электролитом всех участков рабочей полости электродных блоков происходит с меньшей задержкой, что уменьшает продолжительность приведения батареи из предлагаемых ЭХЭ в состояние готовности.When a chemical current source consisting of individual ECEs of the proposed type is activated (when a pressure pulse source is activated to activate the means for opening the ampoule membrane), the cavity of each ECE electrode block is filled with electrolyte through a stationary perforated partition and the calculated voltage is recorded at the external terminals of the source. Filling of all sections of the working cavity of the electrode blocks with electrolyte occurs with a lower delay, which reduces the duration of bringing the battery from the proposed ECE to the ready state.

Экспериментальные исследования предлагаемого АХИТ позволили выявить, что по сравнению с вариантом исполнения образца АХИТ по прототипу предлагаемый позволяет получить в ~1,5-1,8 раз большую величину удельной мощности, чем это достигнуто в известном устройстве. Уровень других разрядных характеристик соответствует уровню характеристик прототипа.Experimental studies of the proposed AHIT revealed that, compared with the embodiment of the sample AHIT according to the prototype, the proposed one allows to obtain ~ 1.5-1.8 times greater specific power than is achieved in the known device. The level of other discharge characteristics corresponds to the level of characteristics of the prototype.

Таким образом при использовании предлагаемого ЭХЭ обеспечивается минимизация объема одного элемента для обеспечения, как следствие, возможности компоновки нескольких подобных ему в компактную батарею, повышение эффективности работы батареи в целом за счет улучшения удельных характеристик энергетической мощности электрохимического элемента при одновременном сохранении разрядных характеристик последней.Thus, when using the proposed ECE, the volume of one cell is minimized to ensure, as a result, the possibility of assembling several similar ones into a compact battery, increasing the overall battery efficiency by improving the specific characteristics of the power capacity of the electrochemical cell while maintaining the discharge characteristics of the latter.

Возможность промышленного применения предлагаемого ЭХЭ подтверждается следующим примером.The possibility of industrial application of the proposed ECE is confirmed by the following example.

Пример.Example.

В качестве химического источника тока из отдельных ЭХЭ в лабораторных условиях был подвергнут экспериментальной проверке опытный образец АХИТ (химического источника тока ампульного типа), содержащий в корпусе с крышкой, колпаком, набором ЭХЭ с электродными блоками и перфорированной неподвижной перегородкой для впуска электролита в электродные блоки, ампулу с тионилхлоридом в качестве неводного электролита, электродные блоки, содержащие активную систему из слоев, образованных анодом из щелочного металла, углеродным катодом, разделенными между собой пористым сепаратором (фиг.1), фиг.2.As a chemical source of current from individual ECEs in laboratory conditions, an experimental AKHIT (chemical ampoule type current source) was experimentally tested, containing in the case with a cover, cap, ECE kit with electrode blocks and a perforated stationary partition for electrolyte inlet into the electrode blocks, an ampoule with thionyl chloride as a non-aqueous electrolyte, electrode blocks containing an active system of layers formed by an alkali metal anode, carbon cathode, separated interconnected by a porous separator (figure 1), figure 2.

Химический источник тока (АХИТ) выполнен в виде цилиндра и состоит из блока ЭХЭ 4, в который входит расчетное число секций электродных блоков 5, корпуса 1, крышки 2, колпака 3. ЭХЭ в блоке расположены таким образом, чтобы использовать наиболее полно заданный объем АХИТ.The chemical current source (AHIT) is made in the form of a cylinder and consists of an ECE block 4, which includes the estimated number of sections of the electrode blocks 5, housing 1, cover 2, cap 3. The ECEs in the block are located in such a way as to use the most fully defined volume of ACH .

В центре основания блока ЭХЭ установлены источники импульса давления, пневматически соединенные с ампулами ЭХЭ.In the center of the base of the ECE unit, pressure pulse sources are installed that are pneumatically connected to ECE ampoules.

Блок ЭХЭ, закрепленный в корпусе, с одной стороны закрыт крышкой, с другой - колпаком, обеспечивающим защиту от механических и климатических воздействий.The ECE unit, mounted in the housing, is closed with a lid on one side and a cap providing protection against mechanical and climatic influences on the other.

Каждый ЭХЭ состоит из блока электролитного 12 (куда входит ампула с электролитом) и секции электродов 5. Блок электролитный включает ампулу, заполненную электролитом, выполненную в виде сильфона, основание с мембраной и элементом вскрытия ампулы, выполненное в виде пробойника в центре перфорированной перегородки, и переходные кольца, защитный корпус. Секция электродных блоков набрана из расчетного количества блоков электродов, выполненных в виде прямоугольных параллелепипедов, изолированных друг от друга, закрепленных на основании. При объединении блока электролитного и секций электродов, происходящем при задействовании АХИТ, между основаниями обоих блоков образуется свободное пространство, обеспечивающее одновременное заполнение всех электродных блоков электролитом.Each ECE consists of an electrolyte block 12 (which includes an ampoule with electrolyte) and an electrode section 5. The electrolyte block includes an ampoule filled with electrolyte, made in the form of a bellows, a base with a membrane and an opening element for the ampoule, made in the form of a punch in the center of the perforated partition, and adapter rings, protective housing. The section of electrode blocks is drawn from the estimated number of electrode blocks made in the form of rectangular parallelepipeds, isolated from each other, fixed to the base. When combining the electrolyte block and the electrode sections, which occurs when AHIT is activated, free space is formed between the bases of both blocks, which ensures that all electrode blocks are simultaneously filled with electrolyte.

Конструкция электродного блока представлена на фиг.2. Блок электродов состоит из корпуса 1, верхней и нижней крышек 2 с гермовыводом 11. Внутри корпуса расположен пакет электродов, состоящий из катодов и анодов, разделенных пористым сепаратором.The design of the electrode unit is presented in figure 2. The electrode block consists of a housing 1, an upper and lower cover 2 with a hermetic outlet 11. Inside the housing there is a package of electrodes consisting of cathodes and anodes separated by a porous separator.

Активная система одного электродного блока 5 ЭХЭ 4 выполнена в виде сжатой плоскогофрированной вдоль собственной продольной оси структуры из материала анода, в промежутках между гофрами которого установлены множественные пластины из материала катода в чехлах из пористого сепаратора 10.The active system of one electrode block 5 ECE 4 is made in the form of a compressed plane-aligned along its own longitudinal axis structure of the anode material, in the intervals between the corrugations of which multiple plates of cathode material are installed in the covers of the porous separator 10.

В электродном блоке содержится набор отрицательного и положительного электродов, изогнутых в виде структуры «зиг-заг» вдоль собственной продольной оси, закрепленных в корпусе электродного блока. В условиях данного примера анод выполнен из литиевой ленты, катод выполнен из никелевой сетки, на которую нанесен слой активной углеродной массы. Катод помещен в чехол из сепаратора, выполненного из микропористого полипропилена. Все электродные блоки размещены таким образом, что их продольные и поперечные оси параллельны, центры поперечных осей лежат на кривых, симметричных относительно геометрического центра (оси симметрии) корпуса источника, при этом смежные грани их сопряжены между собой.The electrode block contains a set of negative and positive electrodes, curved in the form of a zig-zag structure along its own longitudinal axis, fixed in the body of the electrode block. Under the conditions of this example, the anode is made of lithium tape, the cathode is made of a nickel grid, on which a layer of active carbon mass is applied. The cathode is placed in a case of a separator made of microporous polypropylene. All electrode blocks are placed in such a way that their longitudinal and transverse axes are parallel, the centers of the transverse axes lie on curves symmetrical with respect to the geometric center (axis of symmetry) of the source body, while their adjacent faces are interconnected.

После активации батареи из нескольких образцов ЭХЭ были сняты контрольные измерения показателей и определены характеристики источника тока.After the activation of the battery, control measurements of the indicators were taken from several ECE samples and the characteristics of the current source were determined.

Результаты контрольных измерений приведены в таблице.The results of the control measurements are given in the table.

Как это показано в условиях экспериментальной отработки предлагаемого устройства по сравнению с вариантом исполнения опытного образца АХИТ по прототипу, предлагаемый позволяет получить в ~1,5-1,8 раз большую величину удельной мощности, чем это достигнуто в известном устройстве. Уровень других разрядных характеристик соответствует уровню характеристик прототипа.As shown in the experimental testing of the proposed device in comparison with the embodiment of the prototype AHIT prototype, the proposed allows to obtain ~ 1.5-1.8 times greater specific power than is achieved in the known device. The level of other discharge characteristics corresponds to the level of characteristics of the prototype.

Таким образом, экспериментальные исследования предлагаемого АХИТ позволили выявить, что, в отличие от прототипа достигнуты более высокие показатели компактности, эффективности работы и удельной мощности химического источника тока на основе ЭХЭ предлагаемого типа при одновременном сохранении разрядных характеристик.Thus, experimental studies of the proposed AHIT revealed that, in contrast to the prototype, higher compactness, work efficiency and specific power of a chemical current source based on the ECE of the proposed type were achieved while maintaining discharge characteristics.

Claims

An ampoule-type chemical current source containing a housing, an estimated number of electrochemical cells placed in it, each of which contains a calculated number of electrode blocks filled with inert gas under atmospheric pressure, and at least one ampoule with a non-aqueous thionyl chloride-based electrolyte, which made in the form of a bellows with a movable base and a collapsing membrane sealed on it, means for opening the ampoule membrane, while the movable base of the ampoule is turned into it was installed to the system of electrode blocks and installed with the possibility of moving it in the axial direction to the electrode blocks, each of which has an active system of layers formed by an alkali metal anode, a carbon cathode, separated by a porous separator, a pressure pulse source for activating the membrane opening means ampoules, while all electrode blocks are oriented parallel to the axis of the housing and the axis of the pressure pulse source, which is pneumatically connected to the ampoule bellows, corrugated element t, covering the ampoule and the perforated partition along the generatrix from the outside, characterized in that the ampoule with electrolyte is in communication with the electrode blocks through a single distribution system, and the collapsing membrane of the ampoule blocks the entrance to this distribution system, a perforated fixed partition is mounted at the entrance to the electrode blocks electrolyte flow, fixed with a gap relative to the ampoule, the means for opening the ampoule membrane is fixed in the center of the perforated fixed partitions, the active system of each electrode block is made in the form of a compressed flat-planed structure along its own longitudinal axis, in the intervals between the corrugations of which multiple plates of cathode material are installed in covers made of a porous separator, while the cathode is made in the form of a metal grid on which a carbon layer with binder material, all electrode blocks are placed in such a way that their longitudinal and transverse axes are parallel, and the centers of the transverse axes lie on curves symmetric to only the axis of symmetry of the source casing, while the adjacent faces of the electrode blocks are interconnected.