RU2364988C1 - Аккумуляторная батарея - Google Patents
Аккумуляторная батарея Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364988C1 RU2364988C1 RU2007147894/09A RU2007147894A RU2364988C1 RU 2364988 C1 RU2364988 C1 RU 2364988C1 RU 2007147894/09 A RU2007147894/09 A RU 2007147894/09A RU 2007147894 A RU2007147894 A RU 2007147894A RU 2364988 C1 RU2364988 C1 RU 2364988C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- fixing plates
- width
- area
- jar
- Prior art date
Links
Images
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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Изобретение относится к электротехнической промышленности, производству аккумуляторных батарей. Согласно изобретению аккумуляторная батарея имеет корпус с отсеками, где размещены блоки чередующихся положительных и отрицательных электродных пластин, погруженных в электролит, разделенных сепараторами и прикрепленных ушками к полюсным мостикам, блоки электродных пластин соединены в последовательную электрическую цепь, в каждом отсеке корпуса расположено по одной фиксирующей пластине. Фиксирующие пластины изготовлены из диэлектрического стойкого к электролитам упругого материала, модуль упругости при изгибе которого в 0,3-1,8 раз отличается от модуля упругости при изгибе материала корпуса батареи, толщина фиксирующих пластин в 0,3-1,5 раза отличается от толщины стенок корпуса, пространственный профиль фиксирующих пластин состоит из двух-шести плоскостей, расположенных под углом 110-170° по отношению друг к другу, минимальная ширина плоскостей относится к максимальной ширине плоскостей как 0,2:1,0, площадь фиксирующих пластин составляет 0,2-0,8 от площади внутренних стенок корпуса батареи, в конструкции фиксирующих пластин проделаны отверстия общей площадью 0,05-0,15 от площади фиксирующих пластин, ширина пространственного профиля фиксирующих пластин в 1,5-3,5 раз больше ширины зазора между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса батареи, фиксирующие пластины расположены вплотную с поджатием в зазоре между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса. Техническим результатом является модернизация конструкции аккумуляторной батареи, которая дает возможность уменьшить скорость �
Description
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к производству аккумуляторных батарей.
К основным причинам преждевременного выхода из строя аккумуляторных батарей относятся оплывание активной массы электродов, короткое замыкание электродов, отрыв ушек электродов от полюсных мостиков. Оплывание активной массы электродов вызывается химическими реакциями с изменением объема активной массы при циклическом процессе разряда-заряда электродов. Короткое замыкание между электродами одной полярности и полюсными мостиками блоков электродов противоположной полярности вызывается рядом причин, в том числе вибрацией, которая приводит к «веерности» электродов, т.е. к смещению на некоторый угол электродных пластин одной полярности относительно электродов другой полярности. Вследствие вибрации происходит и отрыв ушек электродов от полюсных мостиков.
Уменьшения вероятности упомянутых процессов достигают разными путями. Известна аккумуляторная батарея, которая имеет корпус с отсеками, где размещены блоки чередующихся положительных и отрицательных электродных пластин, погруженных в электролит, разделенных сепараторами и прикрепленных ушками к полюсным мостикам, блоки электродных пластин соединены в последовательную электрическую цепь [Стартерные аккумуляторные батареи: Устройство, эксплуатация и ремонт. / М.А.Дасоян, Н.И.Курзуков, О.С.Тютрюмов, В.М.Ягнятинский. - М.: Транспорт, 1991. - 255 с.]. Для уменьшения вероятности коротких замыканий из-за «веерности» конструкция блоков электродов имеет нормированный зазор между кромками электродных пластин одной полярности и полюсными мостиками блоков электродов противоположной полярности. Но, как показывает практика эксплуатации, такое конструктивное решение не обеспечивает эффективной защиты от коротких замыканий, не предотвращает отрыв ушек электродов от полюсных мостиков и не замедляет процесс оплывания активной массы электродов.
Известно об аккумуляторе, в котором блоки электродных пластин фиксируют с помощью пеноподобной фенольной смолы, загущенной в донной части корпуса [заявка Японии №5174866. Герметичный свинцовый аккумулятор, МПК5 Н01М 10/16, 1993 г.]. Такое конструктивное решение предотвращает «веерность» электродов и отрыв ушек электродов, но не замедляет процесс оплывания активной массы электродов.
Наиболее близким техническим решением, выбранным как прототип, является аккумуляторная батарея, которая имеет корпус с отсеками, где размещены блоки чередующихся положительных и отрицательных электродных пластин, погруженных в электролит, разделенных сепараторами и прикрепленных ушками к полюсным мостикам, блоки электродных пластин соединены в последовательную электрическую цепь, в каждом отсеке корпуса расположено по одной фиксирующей пластине [патент №40464, МПК7 Н01М 2/10, 15.06.2004, бюл. №6]. Фиксирующие пластины установлены в зоне выхода ушек под полюсными мостиками. Достоинством такого изобретения является существенное снижение вероятности коротких замыканий из-за «веерности» электродов, а также снижение вероятности отрыва ушек электродов. Недостатком данного технического решения является то, что оно не замедляет процесс оплывания активной массы электродов.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования аккумуляторной батареи, в которой достигается снижение скорости оплывания активной массы, что позволяет повысить ее надежность.
Поставленная задача решается тем, что в аккумуляторной батарее, которая имеет корпус с отсеками, где размещены блоки чередующихся положительных и отрицательных электродных пластин, погруженных в электролит, разделенных сепараторами и прикрепленных ушками к полюсным мостикам, блоки электродных пластин соединены в последовательную электрическую цепь, в каждом отсеке корпуса расположено по одной фиксирующей пластине, согласно изобретению фиксирующие пластины изготовлены из диэлектрического стойкого к электролитам упругого материала, модуль упругости при изгибе которого в 0,3-1,8 раз отличается от модуля упругости при изгибе материала корпуса батареи, толщина фиксирующих пластин в 0,3-1,5 раза отличается от толщины стенок корпуса, пространственный профиль фиксирующих пластин состоит из двух-шести плоскостей, расположенных под углом 110-170° по отношению друг к другу, минимальная ширина плоскостей относится к максимальной ширине плоскостей как 0,2-1,0, площадь фиксирующих пластин составляет 0,2-0,8 от площади внутренних стенок корпуса батареи, в конструкции фиксирующих пластин проделаны отверстия общей площадью 0,05-0,15 от площади фиксирующих пластин, ширина пространственного профиля фиксирующих пластин в 1,5-3,5 раз больше ширины зазора между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса батареи, фиксирующие пластины расположены вплотную с поджатием в зазоре между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса.
Раскроем сущность изобретения. Основная функция фиксирующих пластин состоит в упругом поджатии блоков электродных пластин, что предотвращает возникновение «веерности» и отрыв ушек электродных пластин из-за вибрации, а также снижает скорость оплывания активной массы. Поэтому фиксирующие пластины расположены вплотную с поджатием в зазоре между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса. Стойкий к электролитам материал необходим для обеспечения целости и сохранности фиксирующих пластин в агрессивной среде электролита. Кислотостойкий материал применяется в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях, щелочностойкий - в аккумуляторных батареях со щелочным электролитом, материал, стойкий в растворах солей - в батареях с солевым электролитом. Диэлектрические свойства материала необходимы для предотвращения коротких замыканий в аккумуляторах батареи. Материал должен быть упругий; модуль упругости при изгибе материала должен в 0,3-1,8 раз отличаться от модуля упругости при изгибе материала корпуса батареи, а толщина фиксирующих пластин в 0,3-1,5 раза отличаться от толщины стенок корпуса. В качестве примера материала фиксирующих пластин можно использовать полипропилен, сополимер пропилена и этилена или другой полимерный материал. Если модуль упругости при изгибе материала фиксирующих пластин будет меньше 0,3 от модуля упругости при изгибе материала корпуса батареи, толщина фиксирующих пластин менее 0,3 от толщины стенок корпуса, а ширина пространственного профиля фиксирующих пластин превосходит ширину зазора между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса батареи менее чем в 1,5 раз, то не обеспечится достаточное поджатие блока электродных пластин и не обеспечится снижение скорости оплывания активной массы. Если модуль упругости при изгибе больше 1,8 от модуля упругости при изгибе материала корпуса батареи, толщина фиксирующих пластин более 1,5 от толщины стенок корпуса, а ширина пространственного профиля фиксирующих пластин превосходит ширину зазора между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса батареи более чем в 3,5 раз, то возможна сильная деформация корпуса батареи, вплоть до его разрушения, а также недопустимая деформация блока электродов. Пространственный профиль фиксирующих пластин не может состоять из одной плоскости, иначе он будет совершенно плоский и не обеспечится соизмеримость его упругих свойств с упругими свойствами стенок корпуса батареи; если пространственный профиль фиксирующих пластин будет состоять из более чем шести плоскостей, то упругие свойства этих пластин превзойдут упругость стенок корпуса батареи, что может привести к разрушению корпуса. Если угол между плоскостями пространственного профиля фиксирующих пластин будет менее 110°, минимальная ширина плоскостей менее 0,2 от максимальной ширины плоскостей (минимальная ширина плоскостей не может быть более 1,0 от максимальной ширины плоскостей) и площадь фиксирующих пластин составит более 0,8 от площади внутренних стенок корпуса батареи, то упругие свойства этих пластин превзойдут упругость стенок корпуса батареи, что может привести к разрушению корпуса. Если же угол между плоскостями пространственного профиля фиксирующих пластин будет более 170° и площадь фиксирующих пластин составит менее 0,2 от площади внутренних стенок корпуса батареи, то упругие свойства этих пластин будут недостаточны и не обеспечится достаточное поджатие блока электродных пластин, а значит, не обеспечится снижение скорости оплывания активной массы. Если общая площадь отверстий в фиксирующих пластинах менее 0,05 от площади фиксирующих пластин, то не обеспечится циркуляция электролита в приэлектродном пространстве, что приведет к снижению электрических характеристики батареи; если же общая площадь отверстий в фиксирующих пластинах более 0,15 от площади фиксирующих пластин, то прочность и упругие свойства этих пластин будут недостаточны.
Все приведенные выше параметры конструкции фиксирующих пластин подобраны эмпирически.
По имеющимся у авторов сведениям существенные признаки, которые предлагаются и характеризуют изобретение, не известны в данной области техники.
Предложенное техническое решение может быть использовано при производстве аккумуляторных батарей. Критерий "промышленное применение" подтверждается тем, что, отличаясь простотой и эффективностью, новое решение не ведет к чрезмерному усложнению конструкции аккумуляторов, а также к увеличению себестоимости батареи.
На фиг.1 приведены: общий вид (I) фиксирующих пластин, недеформированный пространственный профиль (II) фиксирующей пластины, а также деформированный (вследствие поджатая) пространственный профиль (III) фиксирующей пластины. На фиг.2 приведен вид сверху аккумуляторной батареи со вставленными в отсеки корпуса фиксирующими пластинами.
Фиксирующие пластины 1 изготовлены из сополимера пропилена с этиленом, имеют перемычки 2 и соединены этими перемычками попарно в месте перегиба 3. Из такого же материала изготовлен корпус батареи, поэтому отношение модуля упругости при изгибе материала фиксирующих пластин к модулю упругости при изгибе материала корпуса батареи равно единице, что соответствует формуле изобретения. В каждой фиксирующей пластине проделаны десять отверстий 4 диаметром 10 мм общей площадью 785 мм2. Площадь фиксирующей пластины 1 (без перемычки 2) составляет 9229 мм2. Таким образом, отношение общей площади отверстий к площади фиксирующей пластины составляет 0,085, что соответствует формуле изобретения. Площадь внутренней стенки корпуса батареи, например 6СТ-60АЗ, равна 24790 мм2. Поэтому отношение площади фиксирующей пластины к площади внутренней стенки корпуса батареи равно 0,372, что соответствует формуле изобретения. Толщина фиксирующей пластины равна 1,2-1,3 мм, а толщина стенки корпуса батареи равна 1,8-2,0 мм. Таким образом, отношение толщины фиксирующей пластины к толщине стенки корпуса батареи равно 0,600-0,722, что соответствует формуле изобретения. Пространственный профиль фиксирующей пластины состоит из трех плоскостей, угол α между которыми равен 145°, что соответствует формуле изобретения. Минимальная ширина D этих плоскостей равна 17 мм, максимальная ширина С равна 71 мм. Отношение минимальной ширины к максимальной составляет 0,239, что соответствует формуле изобретения. Ширина В пространственного профиля фиксирующих пластин составляет 10 мм, что в 1,67-3,33 раз больше ширины зазора А между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса батареи, равного 3-6 мм. Такое соотношение соответствует формуле изобретения. Фиксирующие пластины 1 вставлены вплотную с поджатием в отсеки 6 корпуса 5 аккумуляторной батареи в зазоре между блоками электродных пластин 7 и внутренними стенками корпуса. Упругое поджатие блока электродных пластин не только резко уменьшает вероятность образования «веерности» электродов и вероятность отрыва ушек электродов, но и заметно замедляет процесс оплывания активной массы электродов.
Установка фиксирующих пластин выполняется следующим образом. В сборочном цехе сначала в отсеки корпуса батареи вставляются попарно соединенные фиксирующие пластины 1. Затем вставляются блоки электродных пластин 7, поджимая фиксирующие пластины 1. Такая установка блоков электродных пластин исключает удары блоков о днище корпуса, что, в свою очередь, исключает повреждения и проколы сепараторов. При приварке крышки к корпусу батареи переплавляются места перегиба 3 перемычек 2 и крышка плотно приваривается к верхним торцам стенок корпуса батареи.
Таким образом, проведенные конструктивные изменения, существенно уменьшая возможность коротких замыканий из-за «веерности», приводят к уменьшению оплывания активной массы электродов. Это дает возможность повысить срок эксплуатации аккумуляторной батареи. Лабораторные испытания на долговечность свинцово-кислотной батареи-прототипа 6СТ-60АЗ и заявленной аккумуляторной батареи такого же типономинала показали, что прототип выдерживает 7 недельных циклов по ГОСТ 959-91, а заявленная батарея выдерживает 8,5 недельных циклов.
Claims (1)
- Аккумуляторная батарея, которая имеет корпус с отсеками, где размещены блоки чередующихся положительных и отрицательных электродных пластин, погруженных в электролит, разделенных сепараторами и прикрепленных ушками к полюсным мостикам, блоки электродных пластин соединены в последовательную электрическую цепь, в каждом отсеке корпуса расположено по одной фиксирующей пластине, отличающаяся тем, что фиксирующие пластины изготовлены из диэлектрического, стойкого к электролитам упругого материала, модуль упругости при изгибе которого в 0,3-1,8 раз отличается от модуля упругости при изгибе материала корпуса батареи, толщина фиксирующих пластин в 0,3-1,5 раза отличается от толщины стенок корпуса, пространственный профиль фиксирующих пластин состоит из двух-шести плоскостей, расположенных под углом 110-170° по отношению друг к другу, минимальная ширина плоскостей относится к максимальной ширине плоскостей как 0,2-1,0, площадь фиксирующих пластин составляет 0,2-0,8 от площади внутренних стенок корпуса батареи, в конструкции фиксирующих пластин проделаны отверстия общей площадью 0,05-0,15 от площади фиксирующих пластин, ширина пространственного профиля фиксирующих пластин в 1,5-3,5 раз больше ширины зазора между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса батареи, фиксирующие пластины расположены вплотную с поджатием в зазоре между блоками электродных пластин и внутренними стенками корпуса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007147894/09A RU2364988C1 (ru) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Аккумуляторная батарея |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007147894/09A RU2364988C1 (ru) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Аккумуляторная батарея |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364988C1 true RU2364988C1 (ru) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007147894/09A RU2364988C1 (ru) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Аккумуляторная батарея |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364988C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532262C2 (ru) * | 2010-07-26 | 2014-11-10 | Энердел, Инк. | Система элементов аккумуляторной батареи с соединенными между собой рамками |
RU2669378C1 (ru) * | 2016-09-16 | 2018-10-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Многоярусный аккумулятор |
RU2682724C1 (ru) * | 2017-04-19 | 2019-03-21 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Гибкая микробатарея |
RU2704963C1 (ru) * | 2015-09-30 | 2019-11-01 | ЭфДиКей КОРПОРЕЙШН | Лепесток для присоединения элемента защиты блока батарей, компонент параллельной фиксации блока батарей и блок батарей |
US10593911B2 (en) | 2014-07-21 | 2020-03-17 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Flexible micro-battery |
US10879503B2 (en) | 2014-07-21 | 2020-12-29 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Methods for the manufacture of flexible microbatteries |
-
2007
- 2007-12-21 RU RU2007147894/09A patent/RU2364988C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532262C2 (ru) * | 2010-07-26 | 2014-11-10 | Энердел, Инк. | Система элементов аккумуляторной батареи с соединенными между собой рамками |
US10593911B2 (en) | 2014-07-21 | 2020-03-17 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Flexible micro-battery |
US10879503B2 (en) | 2014-07-21 | 2020-12-29 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Methods for the manufacture of flexible microbatteries |
RU2704963C1 (ru) * | 2015-09-30 | 2019-11-01 | ЭфДиКей КОРПОРЕЙШН | Лепесток для присоединения элемента защиты блока батарей, компонент параллельной фиксации блока батарей и блок батарей |
RU2669378C1 (ru) * | 2016-09-16 | 2018-10-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Многоярусный аккумулятор |
RU2682724C1 (ru) * | 2017-04-19 | 2019-03-21 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Гибкая микробатарея |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2364988C1 (ru) | Аккумуляторная батарея | |
KR101166025B1 (ko) | 배터리 모듈 | |
KR101155888B1 (ko) | 이차 전지 | |
JP6227857B2 (ja) | 2次電池 | |
EP2768046B1 (en) | Flooded lead-acid battery with electrodes comprising a pasting substrate | |
WO2007064098A1 (en) | Battery module of novel structure | |
CN109075304B (zh) | 具有隔膜的可再充电电池 | |
EP2602846A2 (en) | Electrode terminal for secondary battery and lithium secondary battery comprising same | |
CN105938881B (zh) | 具有盖的可再充电电池 | |
US10115938B2 (en) | Battery case having anti-wrinkle pattern | |
CN209880740U (zh) | 二次电池和电池模块 | |
JP6762895B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
CN108780874B (zh) | 铅蓄电池 | |
US10665831B2 (en) | Battery module and battery pack comprising same | |
WO2012127789A1 (ja) | 鉛蓄電池 | |
KR20180034660A (ko) | 납 축전지 | |
CN110462874B (zh) | 二次电池的绝缘体和包括其的二次电池 | |
JP6125515B2 (ja) | ペースティング基板を有する電極を備えたフラデッド型鉛酸蓄電池 | |
CN109661587B (zh) | 包括防短路构件的三电极系统型电极电位测量装置 | |
KR101684396B1 (ko) | 유연성 집전체를 포함하는 전지셀 | |
JP4110924B2 (ja) | 角型リチウムイオン二次電池 | |
EP3147963A1 (en) | Battery case having anti-wrinkle pattern | |
KR101693294B1 (ko) | 이차 전지 | |
CN109755449B (zh) | 电池组的制造方法和电池组 | |
KR20130143028A (ko) | 용융염 전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091222 |