RU2369944C2 - Thermal battery - Google Patents

Thermal battery Download PDF

Info

Publication number
RU2369944C2
RU2369944C2 RU2007143716/09A RU2007143716A RU2369944C2 RU 2369944 C2 RU2369944 C2 RU 2369944C2 RU 2007143716/09 A RU2007143716/09 A RU 2007143716/09A RU 2007143716 A RU2007143716 A RU 2007143716A RU 2369944 C2 RU2369944 C2 RU 2369944C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layers
ece
heat
electrolyte
anode
Prior art date
Application number
RU2007143716/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007143716A (en
Inventor
Сергей Анатольевич Барнашов (RU)
Сергей Анатольевич Барнашов
Александр Иванович Елисеев (RU)
Александр Иванович Елисеев
Николай Маркович Щеткин (RU)
Николай Маркович Щеткин
Владимир Александрович Загайнов (RU)
Владимир Александрович Загайнов
Ирина Викторовна Королева (RU)
Ирина Викторовна Королева
Елена Валентиновна Радецкая (RU)
Елена Валентиновна Радецкая
Александра Ивановна Бондаренко (RU)
Александра Ивановна Бондаренко
Original Assignee
Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
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 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии, Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии
Priority to RU2007143716/09A priority Critical patent/RU2369944C2/en
Publication of RU2007143716A publication Critical patent/RU2007143716A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369944C2 publication Critical patent/RU2369944C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y02E60/12

Landscapes

  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering.
SUBSTANCE: invention is related to reserve chemical sources of current on solid body. According to invention thermal battery (TB) comprises unit of electrochemical elements (ECE), every of which consists of design number of solid layers of anode, cathode, electrolyte, heating elements, limited from external side by common body with heat and electric insulation. Unit of electrochemical elements (ECEU) is installed along vertical axis of body, is pressed in axial direction with specified force of design number of elastic elements with the possibility of this force value control by means of threaded element, additionally at ECEU ends there are passive ECE installed by one, body of TB is arranged as cylindrical of stainless steel with thickness of walls from 0.5 to 1 mm, anode of each ECE is made of single alloy LiB, cathode - out of mixture NiCl2 and electroconductive additive, electrolyte from mixture of thickener and eutectic, comprising salts of alkaline metals, from internal and end sides of cylindrical body there are layers of heat and electric insulation, between layers of active masses there are solid layers of heating elements, in cylindrical body there are through vertical slots in the form of windows, total area of which does not exceed 80% of its total side surface.
EFFECT: higher resource of operation, energy intensity, reliability of battery operation, service life, mechanical strength of assembly, integrity.
1 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, к области резервных химических источников тока на твердом теле, и может быть использовано для изготовления тепловой батареи с ионной проводимостью.The present invention relates to electrical engineering, to the field of backup chemical current sources on a solid, and can be used for the manufacture of a thermal battery with ionic conductivity.

Известно устройство тепловой батареи, содержащей блок электрохимических элементов, каждый из которых снабжен твердыми слоями анода, катода, электролита, ограниченными с внешней стороны общим корпусом (патент РФ №1833080, МПК Н01М 6/20, опубл. 05.10.1995 г., БИ №28/95).A device is known for a heat battery containing a block of electrochemical cells, each of which is equipped with solid layers of anode, cathode, electrolyte, bounded from the outside by a common housing (RF patent No. 1833080, IPC Н01М 6/20, publ. 05.10.1995, BI No. 28/95).

Недостатками данного устройства являются недостаточно высокие показатели энергоемкости и то, что отсутствуют рекомендации по обеспечению требований по массово-габаритным ограничениям и не регулируется плотность сборки при работе.The disadvantages of this device are not high enough energy consumption and the fact that there are no recommendations for meeting the requirements for mass-dimensional restrictions and the density of the assembly is not regulated during operation.

Известно в качестве наиболее близкого по технической сущности к заявляемому устройство тепловой батареи (ТБ) (патент РФ №2091918, МПК Н01М 6/36, опубл. 27.09.1997 г., БИ №27/97), содержащей блок электрохимических элементов, каждый из которых снабжен твердыми слоями анода, катода, электролита, нагревательных элементов, ограниченными с внешней стороны общим корпусом с теплоизоляцией.It is known as the closest in technical essence to the claimed device of a thermal battery (TB) (RF patent No. 2091918, IPC Н01М 6/36, publ. 09/27/1997, BI No. 27/97), containing a block of electrochemical elements, each of which is equipped with solid layers of the anode, cathode, electrolyte, heating elements, limited from the outside by a common housing with thermal insulation.

К недостаткам прототипа относятся относительно низкие показатели энергоемкости, достигнутые плотность сборки и уровень электрохимических характеристик тепловой батареи.The disadvantages of the prototype include relatively low energy intensity, achieved density of the assembly and the level of electrochemical characteristics of the heat battery.

Задачей авторов предлагаемого изобретения является разработка тепловой батареи, обеспечивающей требования по массово-габаритным ограничениям, повышение ресурса работы, энергоемкости, надежности работы батареи, повышение срока годности, повышение механической прочности сборки, сохранности, увеличение плотности сборки, улучшение электрохимических характеристик.The task of the authors of the invention is to develop a thermal battery that meets the requirements for mass-dimensional restrictions, increasing the service life, energy consumption, battery reliability, increasing the shelf life, increasing the mechanical strength of the assembly, safety, increasing the density of the assembly, improving the electrochemical characteristics.

Новый технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении требований по массово-габаритным ограничениям, повышении ресурса работы за счет стабилизации теплового режима, энергоемкости, надежности работы батареи, срока годности, повышении механической прочности сборки, сохранности, увеличении плотности сборки и улучшении электрохимических характеристик.A new technical result obtained by using the present invention is to provide requirements for mass-dimensional restrictions, increase the service life by stabilizing the thermal regime, energy consumption, battery reliability, shelf life, increasing the mechanical strength of the assembly, safety, increasing the density of the assembly and improving electrochemical characteristics.

Указанные задача и новый технический результат достигаются тем, что в отличие от известной конструкции тепловой батареи, содержащей 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 с возможностью регулирования величины этого усилия, корпус тепловой батареи выполнен цилиндрическим из нержавеющей стали 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.These tasks and a new technical result are achieved in that, in contrast to the known design of a heat battery 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 housing with thermal insulation, in the proposed design, the block of electrochemical cells placed along the vertical axis of the housing, preloaded with a predetermined axial force by an elastic element with the ability to control the magnitude of this effort, the housing is a thermal ba the tare is cylindrical made of stainless steel with a wall thickness of at least 0.5-1.0 mm, the anode of each electrochemical cell is made of a 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 thickener and eutectics consisting of alkali metal salts, layers of heat and electrical insulation are made on the inner and end sides of the cylindrical body, solid layers of heat-heating elements are introduced between the layers of the active masses, vertical through slots are made in the cylindrical body windows, the total area of which does not exceed 80% of its total lateral surface.

Предлагаемая тепловая батарея поясняется следующим образом.The proposed thermal battery is illustrated as follows.

Предлагаемая тепловая батарея представляет собой цилиндрическое устройство, представленное на фиг.1, состоящее из корпуса 1, набора электрохимических элементов (ЭХЭ) 2 и нагревательных элементов 3, упругого элемента 4, металлических прокладок 5, слоев тепло- и электроизоляции 8, 9, резьбового элемента 6 и двух токовыводов 7, один из которых соединен с анодом, другой - с катодом. Внутри корпуса находится блок ЭХЭ, расположенный вдоль вертикальной оси корпуса и поджатый в осевом направлении с заданным усилием расчетного количества упругих элементов с возможностью регулирования величины этого усилия посредством резьбового элемента. В корпусе блока ЭХЭ выполнены прорези 10.The proposed thermal battery is a cylindrical device shown in figure 1, consisting of a housing 1, a set of electrochemical elements (ECE) 2 and heating elements 3, an elastic element 4, metal gaskets 5, layers of heat and electrical insulation 8, 9, a threaded element 6 and two current leads 7, one of which is connected to the anode, the other to the cathode. Inside the housing there is an ECE unit located along the vertical axis of the housing and axially pushed with a predetermined force of the estimated number of elastic elements with the possibility of controlling the magnitude of this force by means of a threaded element. In the casing of the ECE block, slots 10 are made.

Такое выполнение ограничивает сборку по наружной поверхности, что значительно увеличивает время работы ТБ. В отличие от традиционной фиксации комплекта ЭХЭ по оси дополнительным осевым элементом, который требовал дополнительного тепла для его разогрева, в предлагаемой ТБ достигнута значительная экономия энергии разогрева.This embodiment limits the assembly on the outer surface, which significantly increases the operating time of the TB. In contrast to the traditional fixing of the ECE kit along the axis with an additional axial element, which required additional heat to heat it up, the proposed heating system achieved significant savings in heating energy.

Основной рабочей единицей блока элементов является электрохимический элемент, представляющий собой трехслойную твердую таблетку (фиг.2), где анод 11 выполнен из литий-борного сплава (LiB), обладающего высокими энергетическими характеристиками. Катод 12, представляющий собой смесь NiCl2 и электропроводной добавки, обладает достаточной термической устойчивостью в рабочем состоянии в интервале температур 500-700°С при использовании в качестве ионопроводящей среды солей хлоридов, а также низкой растворимостью в электролите. Электролит 13, представляющий собой смесь загустителя и эвтектики, состоящий из солей щелочных металлов, приобретает ионную проводимость при рабочих температурах ТБ, т.е. при расплавлении. С повышением температуры электропроводность ионных расплавов возрастает, что улучшает электрохимические показатели ТБ по сравнению с прототипом.The main working unit of the cell block is an electrochemical cell, which is a three-layer solid tablet (figure 2), where the anode 11 is made of a lithium-boron alloy (LiB), which has high energy characteristics. The cathode 12, which is a mixture of NiCl 2 and an electrically conductive additive, has sufficient thermal stability in the working state in the temperature range 500-700 ° C when using chloride salts as an ion-conducting medium, as well as low solubility in the electrolyte. The electrolyte 13, which is a mixture of thickener and eutectic, consisting of alkali metal salts, acquires ionic conductivity at operating temperatures of TB, i.e. during melting. With increasing temperature, the electrical conductivity of ionic melts increases, which improves the electrochemical characteristics of TB compared with the prototype.

Необходимое рабочее напряжение ТБ обеспечивается путем последовательного соединения (набора в «столб») ЭХЭ в виде минимизированных по толщине слоев активных масс в расчетном количестве. Утонение твердых слоев активных масс эффективно уменьшает затраты тепловой энергии, необходимой для разогрева ТБ, и экономно по габаритным показателям. Для обеспечения требуемого времени работы дополнительно по торцам блока электрохимических элементов установлены по одному пассивному ЭХЭ (электрически не соединенных с другими ЭХЭ) для выравнивания температуры работающих ЭХЭ по оси блока элементов и для равномерного распределения теплового поля внутри ТБ. Столб ЭХЭ изолирован от корпуса внутреннего стакана слоями тепло- и электроизоляции 8, 9 (фиг.1), а между слоями активных масс введены твердые слои нагревательных элементов.The required operating voltage of the TB is ensured by the serial connection (set in the “column”) of the ECE in the form of the calculated active masses minimized by the thickness of the layers. Thinning of the solid layers of the active masses effectively reduces the cost of thermal energy needed to heat the TB, and economically in terms of overall dimensions. To ensure the required operating time, in addition to the ends of the block of electrochemical elements, one passive ECE (not electrically connected to other ECE) is installed to equalize the temperature of the operating ECE along the axis of the cell block and for uniform distribution of the thermal field inside the TB. The ECE column is isolated from the inner cup body by layers of heat and electrical insulation 8, 9 (Fig. 1), and solid layers of heating elements are introduced between the layers of active masses.

Эти нагревательные элементы 3 (фиг.1), запрессованные в металлическую оболочку и устанавливаемые между ЭХЭ, служат для нагрева комплекта ЭХЭ до рабочей температуры и обеспечения электрической связи между ними. Пакет ЭХЭ и нагревателей поджимается и фиксируется в корпусе при помощи упругого элемента 4 и резьбового элемента 6 (фиг.1), что позволяет упростить сборку ТБ и сделать фиксацию ЭХЭ в корпусе более жесткой и плотной, чем в прототипе, что в свою очередь улучшает электрические характеристики ЭХЭ.These heating elements 3 (Fig. 1), pressed into a metal shell and installed between the ECE, serve to heat the ECE set to operating temperature and provide electrical connection between them. The package of ECE and heaters is pressed and fixed in the housing using an elastic element 4 and a threaded element 6 (figure 1), which allows to simplify the assembly of TB and make the fixation of ECE in the housing more rigid and dense than in the prototype, which in turn improves electrical ECE characteristics.

ТБ имеет в своем составе устройство активации с электровоспламенителем (ЭВ), приводящее ее в рабочее состояние.The TB incorporates an activation device with an electric igniter (EV), which brings it into working condition.

Принцип работы ТБ следующий. При подаче импульса тока на мостик ЭВ от постороннего источника тока ЭВ срабатывает и дает форс пламени на передающее тепловой импульс средство, при горении которого воспламеняются нагревательные элементы, расположенные между ЭХЭ. При достижении рабочей температуры электролит становится ионопроводящим. При разогреве ионопроводящая среда приобретает чисто ионную проводимость электрического тока и на ЭХЭ возникает разность потенциалов. Примененная электрохимическая система (ЭХС) в ТБ Li(B)/(LiCl-KCl)/NiCl2, которая синтезируется предварительно, работает по следующим электрохимическим реакциям:The principle of TB is as follows. When a current pulse is supplied to the EV bridge from an external current source, the EV is triggered and gives a force of flame to the means transmitting the heat pulse, during the combustion of which the heating elements located between the ECE are ignited. When the operating temperature is reached, the electrolyte becomes ion-conducting. When heated, the ion-conducting medium acquires the purely ionic conductivity of the electric current, and a potential difference arises on the ECE. The applied electrochemical system (ECS) in TB Li (B) / (LiCl-KCl) / NiCl 2 , which is synthesized previously, works according to the following electrochemical reactions:

- анод: 2Li0-2е → 2Li+ - anode: 2Li 0 -2e → 2Li +

- катод: Ni2++2е → Ni0 - cathode: Ni 2+ + 2e → Ni 0

Суммарная реакция:Total reaction:

2Li+NiCl2 → 2LiCl+Ni2Li + NiCl 2 → 2LiCl + Ni

После нарастания разности потенциалов до требуемой величины ТБ готова к работе.After the potential difference rises to the required value, the TB is ready for operation.

Высокие температуры ионных расплавов, использование энергоемких электрохимических пар (LiB-NiCl2) с минимальным содержанием примесей обеспечивает ТБ высокие удельные показатели предлагаемой ТБ - рабочие напряжения (2,1-2,6 В на один элемент) и значительные плотности тока разряда (до 0,5 А/см2 в импульсном режиме), что значительно превышает достижения прототипа.High temperatures of ionic melts, the use of energy-intensive electrochemical pairs (LiB-NiCl 2 ) with a minimum content of impurities provides the TB with high specific indicators of the proposed TB - operating voltages (2.1-2.6 V per cell) and significant discharge current densities (up to 0 , 5 A / cm 2 in pulsed mode), which significantly exceeds the achievements of the prototype.

Для стабилизации теплового режима ТБ за счет повышения показателей тепло- и электроизоляции в цилиндрическом корпусе выполнены сквозные вертикальные прорези в виде окон 10 (фиг.1), суммарная площадь которых не превышает 80% от его общей боковой поверхности. Экспериментально было показано, что их наличие повышает энергоемкость ТБ и уровень электрохимических и временных показателей предлагаемой ТБ за счет уменьшения потерь тепла.To stabilize the thermal regime of TB by increasing the thermal and electrical insulation in the cylindrical body, through vertical slots are made in the form of windows 10 (Fig. 1), the total area of which does not exceed 80% of its total side surface. It was experimentally shown that their presence increases the energy intensity of the TB and the level of electrochemical and time parameters of the proposed TB due to the reduction of heat loss.

Таким образом, при использовании предлагаемой тепловой батареи обеспечиваются требования по массово-габаритным ограничениям, повышение ресурса работы, показателей энергоемкости, надежности работы батареи, срока годности, механической прочности сборки, сохранности, увеличена плотность сборки и улучшены электрохимические характеристики.Thus, when using the proposed thermal battery, the requirements for mass-dimensional restrictions are provided, increasing the service life, energy consumption indicators, battery reliability, shelf life, mechanical strength of the assembly, safety, increased assembly density and improved electrochemical characteristics.

Возможность промышленной реализации предлагаемой тепловой батареи подтверждается следующим примером.The possibility of industrial implementation of the proposed thermal battery is confirmed by the following example.

Пример. Предлагаемая тепловая батарея реализована в лабораторных условиях в виде опытного образца конкретного типа и представляет собой цилиндрическое устройство (фиг.1), состоящее из корпуса 1 и тепло- и электроизоляции 8, 9. Корпус изготовлен из нержавеющей стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 с толщиной стенок 0,7 мм. Внутри корпуса находится блок электрохимических элементов. Анод 1 (фиг.2) выполнен из литий-борного сплава (LiB), обладающего высокими энергетическими характеристиками. Катод 2 (фиг.2) представляет собой смесь NiCl2 и электропроводной добавки, в качестве ионопроводящей среды используют соли хлоридов. Электролит 3 (фиг.2) - смесь загустителя и эвтектики, состоящей из смеси солей щелочных металлов, приобретает ионную проводимость при рабочих температурах ТБ, т.е. при расплавлении.Example. The proposed thermal battery is implemented in laboratory conditions in the form of a prototype of a specific type and is a cylindrical device (figure 1), consisting of a housing 1 and heat and electrical insulation 8, 9. The housing is made of stainless steel 12X18H10T GOST 5632-72 with wall thickness 0.7 mm Inside the case is a block of electrochemical cells. Anode 1 (figure 2) is made of lithium boron alloy (LiB), which has high energy characteristics. Cathode 2 (FIG. 2) is a mixture of NiCl 2 and an electrically conductive additive, chloride salts are used as the ion-conducting medium. Electrolyte 3 (Fig. 2) - a mixture of thickener and eutectic, consisting of a mixture of alkali metal salts, acquires ionic conductivity at operating temperatures of TB, i.e. during melting.

Необходимое рабочее напряжение ТБ обеспечивается путем последовательного соединения (набора в «столб») ЭХЭ 2 (фиг.1) в количестве 11 штук. Для обеспечения требуемого времени работы дополнительно по торцам блока элементов установлены по одному пассивному ЭХЭ (электрически не соединенных с другими ЭХЭ), что способствует стабилизации теплового режима по оси блока элементов. Столб ЭХЭ изолирован от корпуса электроизоляционной прокладкой 8 (фиг.1) из слюдинита, ГСКВ ТУ 3492-070-05758799-2002, по боковой поверхности и прокладками 9 (фиг.1) из теплоизоляционного материала «Картон-Н», 4682601.013-89ТУ, по торцам.The required operating voltage of the TB is provided by serial connection (set in the "column") ECE 2 (figure 1) in the amount of 11 pieces. To ensure the required operating time, one additional passive ECE (not electrically connected to other ECEs) is installed at the ends of the block of elements, which helps to stabilize the thermal regime along the axis of the block of elements. The ECE column is insulated from the body by an insulating gasket 8 (Fig. 1) from mica, GSKV TU 3492-070-05758799-2002, along the side surface and gaskets 9 (Fig. 1) from Cardboard-N thermal insulation material, 4682601.013-89TU, at the ends.

Для нагрева ЭХЭ до рабочей температуры и обеспечения электрической связи между ними служат запрессованные в металлическую оболочку пиротехнические нагреватели 3 (фиг.1), устанавливаемые между ЭХЭ. Пакет ЭХЭ и нагревателей поджимается и фиксируется в корпусе при помощи упругого элемента 4 (фиг.1) и гайки 6 (фиг.1), что позволяет упростить сборку ТБ и сделать фиксацию ЭХЭ в корпусе более жесткой, что в свою очередь увеличивает стойкость ТБ к различным механическим воздействиям и уменьшает электрические потери в рабочем состоянии ТБ. Снятие электрической емкости производится с помощью токовыводов 7 (фиг.1).To heat the ECE to the operating temperature and ensure electrical connection between them, pyrotechnic heaters 3 (Fig. 1), pressed between the ECE, are pressed into the metal shell. The package of ECE and heaters is pressed and fixed in the housing using an elastic element 4 (Fig. 1) and nut 6 (Fig. 1), which makes it easier to assemble the TB and make the fixation of the ECE in the housing more rigid, which in turn increases the resistance of TB to various mechanical influences and reduces electrical losses in the working condition of TB. The removal of the electric capacitance is performed using current outputs 7 (figure 1).

Все данные при работе предлагаемой ТБ сведены в таблицу.All data during the work of the proposed TB are summarized in table.

Как показали эксперименты, использование предлагаемой ТБ обеспечивает требования по массово-габаритным ограничениям, повышение ресурса работы за счет стабилизации теплового режима, энергоемкости, надежности работы батареи, срока годности, повышение механической прочности сборки, сохранности, увеличение плотности сборки и улучшение электрохимических характеристик.As experiments have shown, the use of the proposed TB meets the requirements for mass-dimensional restrictions, increasing the service life by stabilizing the thermal regime, energy consumption, battery reliability, shelf life, increasing the mechanical strength of the assembly, safety, increasing the density of the assembly and improving electrochemical characteristics.

Примеры реализацииImplementation examples Наименование показателейThe name of indicators Значение показателей предлагаемой ТБThe value of the proposed TB indicators Значение показателей ТБ-прототипаThe value of the TB prototype Срок годности ТБTB expiration date ПримечаниеNote 1one 22 33 4four 55 66 Электрохимический элемент в составе ТБ-прототипа (показатели по ЭХЭ)Electrochemical cell as part of the TB prototype (ECE indicators) Разрядные характеристики:Bit characteristics: Недостаточно высокие показатели энергоемкости, времени работы, плотности сборки, надежностиNot high enough power consumption, runtime, assembly density, reliability Ток разрядаDischarge current До 3,5 АUp to 3.5 A НапряжениеVoltage 1,75-2,1 В1.75-2.1 V Удельная мощностьPower density 9,3 кВт/кг9.3 kW / kg 17 лет17 years Время работыWorking hours 350 с350 s Объем рабочий ЭХЭVolume working ECE 3,6·10-6 м3 3.6 · 10 -6 m 3 Масса ЭХЭMass EChE 7,41·10-3 кг7.41 · 10 -3 kg Электрохимический элемент в составе предлагаемой ТБ (показатели по ЭХЭ)The electrochemical element in the composition of the proposed TB (indicators for ECE) Разрядные характеристики:Bit characteristics: Улучшение по характеристикам: время работы, снимаемая емкость, надежность, плотность сборки, стабилизация теплового режимаImprovement in characteristics: operating time, removable capacity, reliability, assembly density, stabilization of thermal conditions Ток разрядаDischarge current До 7АUp to 7A НапряжениеVoltage 2,6 В2.6 V Удельная мощностьPower density 30 кВт/кг30 kW / kg 17 лет17 years Время работыWorking hours до 600 сup to 600 s Объем рабочий ЭХЭVolume working ECE 3,0·10-6 м3 3.0 · 10 -6 m 3 Масса ЭХЭMass EChE 6,27·10-3 кг6.27 · 10 -3 kg

Claims (1)

Тепловая батарея, содержащая блок электрохимических элементов, каждый из которых состоит из расчетного количества твердых слоев анода, катода, электролита, нагревательных элементов, ограниченных с внешней стороны общим корпусом с тепло- и электроизоляцией, отличающаяся тем, что блок электрохимических элементов размещен вдоль вертикальной оси корпуса, поджат в осевом направлении с заданным усилием расчетного количества упругих элементов с возможностью регулирования величины этого усилия посредством резьбового элемента, дополнительно по торцам блока электрохимических элементов установлены по одному пассивному электрохимическому элементу, корпус тепловой батареи выполнен цилиндрическим из нержавеющей стали с толщиной стенок от 0,5 до 1 мм, анод каждого электрохимического элемента выполнен из одного 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 нагревательных элементов, в цилиндрическом корпусе выполнены сквозные вертикальные прорези в виде окон, суммарная площадь которых не превышает 80% от его общей боковой поверхности. A thermal battery containing a block of electrochemical cells, each of which consists of a calculated number of solid layers of the anode, cathode, electrolyte, heating elements bounded on the outside by a common body with heat and electrical insulation, characterized in that the block of electrochemical cells is placed along the vertical axis of the body pushed in the axial direction with a given force of the estimated number of elastic elements with the possibility of regulating the magnitude of this effort by means of a threaded element, additional about at the ends of the block of electrochemical cells one passive electrochemical cell was installed, the case of the thermal battery is made of cylindrical stainless steel with a wall thickness of 0.5 to 1 mm, the anode of each electrochemical cell is made of one LiB alloy, the cathode is a mixture of NiCl 2 and electrically conductive additives, an electrolyte from a mixture of a thickener and a eutectic consisting of alkali metal salts, layers of heat and electrical insulation are made from the inner and end sides of the cylindrical body, introduced between the layers of active masses solid layers of heating elements, in the cylindrical body there are made through vertical slots in the form of windows, the total area of which does not exceed 80% of its total lateral surface.
RU2007143716/09A 2007-11-26 2007-11-26 Thermal battery RU2369944C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143716/09A RU2369944C2 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Thermal battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143716/09A RU2369944C2 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Thermal battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007143716A RU2007143716A (en) 2009-06-10
RU2369944C2 true RU2369944C2 (en) 2009-10-10

Family

ID=41024020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007143716/09A RU2369944C2 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Thermal battery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2369944C2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457586C1 (en) * 2011-06-29 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Thermal battery
RU2470416C1 (en) * 2011-06-07 2012-12-20 Открытое акционерное общество "Энергия" Method to assemble thermal chemical source of current
RU2508580C1 (en) * 2012-07-18 2014-02-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Thermal chemical current source
RU2521097C2 (en) * 2012-10-11 2014-06-27 Открытое акционерное общество "Энергия" Thermal lithium current source
RU2553449C1 (en) * 2014-07-08 2015-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Thermal battery
RU2623101C1 (en) * 2016-01-19 2017-06-22 Акционерное общество "Энергия" Thermal chemical current source
RU2628567C1 (en) * 2016-12-12 2017-08-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Chemical cell
RU2717089C1 (en) * 2019-10-31 2020-03-18 Акционерное общество "Энергия" Thermal chemical current source
RU2744416C1 (en) * 2020-01-29 2021-03-09 Акционерное общество "Энергия" Thermal battery
RU2746268C1 (en) * 2020-11-06 2021-04-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Battery of thermoactivated chemical current sources
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

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470416C1 (en) * 2011-06-07 2012-12-20 Открытое акционерное общество "Энергия" Method to assemble thermal chemical source of current
RU2457586C1 (en) * 2011-06-29 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Thermal battery
RU2508580C1 (en) * 2012-07-18 2014-02-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Thermal chemical current source
RU2521097C2 (en) * 2012-10-11 2014-06-27 Открытое акционерное общество "Энергия" Thermal lithium current source
RU2553449C1 (en) * 2014-07-08 2015-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Thermal battery
RU2623101C1 (en) * 2016-01-19 2017-06-22 Акционерное общество "Энергия" Thermal chemical current source
RU2628567C1 (en) * 2016-12-12 2017-08-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Chemical cell
RU2717089C1 (en) * 2019-10-31 2020-03-18 Акционерное общество "Энергия" Thermal chemical current source
RU2744416C1 (en) * 2020-01-29 2021-03-09 Акционерное общество "Энергия" Thermal battery
RU2746268C1 (en) * 2020-11-06 2021-04-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Battery of thermoactivated chemical current sources
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007143716A (en) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2369944C2 (en) Thermal battery
RU2313158C2 (en) Solid-state chemical current supply and method for raising discharge capacity/
US4064325A (en) Electric storage batteries
JP6671291B2 (en) Electrode unit for electrochemical equipment
CS214676B2 (en) Electrochemical cell
RU2408113C1 (en) Thermal chemical current source
US4416958A (en) Thermal battery cells utilizing AgNO3 in LiClO4 -LiNO3 mixtures
US4087591A (en) Pyrotechnically activated lithium-chlorine cell having a lithium vapor barrier
US9819022B2 (en) Battery cell and method of operating the same
RU2628567C1 (en) Chemical cell
RU2746268C1 (en) Battery of thermoactivated chemical current sources
RU2553449C1 (en) Thermal battery
Sakaebe Zebra batteries
RU2573860C1 (en) Battery of elements of thermal chemical sources of current
US4156057A (en) Secondary heat system for thermal batteries
RU2364989C1 (en) Pyrotechnical current source
RU2192071C1 (en) Chemical current supply
RU2744416C1 (en) Thermal battery
US5462818A (en) High temperature sodium-graphite electrochemical cell
JP2664161B2 (en) Sodium-sulfur battery
US20190355975A1 (en) Molten fluid apparatus with solid non-brittle electrolyte
US3972730A (en) Pyrotechnically activated lithium-chlorine cell
RU2751538C1 (en) Energy-intensive thermal chemical current source
CN101847728A (en) Firework battery
US20150372352A1 (en) Electrochemical cells

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 28-2009 FOR TAG: (73)