RU2599147C1 - Electrode unit of the encapsulated chemical current source and its assembly method - Google Patents

Electrode unit of the encapsulated chemical current source and its assembly method Download PDF

Info

Publication number
RU2599147C1
RU2599147C1 RU2015143178/07A RU2015143178A RU2599147C1 RU 2599147 C1 RU2599147 C1 RU 2599147C1 RU 2015143178/07 A RU2015143178/07 A RU 2015143178/07A RU 2015143178 A RU2015143178 A RU 2015143178A RU 2599147 C1 RU2599147 C1 RU 2599147C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
layers
assembly
electrode
ece
Prior art date
Application number
RU2015143178/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Барнашов
Владимир Александрович Загайнов
Оксана Александровна Данилова
Ирина Иосифовна Зимина
Татьяна Петровна Лихотникова
Алексей Евгеньевич Чумаков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
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, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ>) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2015143178/07A priority Critical patent/RU2599147C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599147C1 publication Critical patent/RU2599147C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/10Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/30Deferred-action cells

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to reserve chemical current sources of the encapsulated type which can be enable at inlet of electrolyte from the ampoule to electrode unit of electrochemical elements (ECE). Electrode unit of the encapsulated chemical current source (ECCS) contains in a single cylindrical housing with cover calculated amount of series of electrochemical elements (ECE), each of which is equipped with individual ampoule bellows-sealed type, filled with electrolyte based on thionyl chloride, elements for mechanical opening of ampoules and pack of electrodes, each block of electrodes of ECE is made in the form of packet of calculated amount of solid layers of cathodes fixed on a single manifold, and anodes, separated by layers of separators, whose area is not less than 5 % larger than the electrodes area, folded in a roll along the longitudinal axis of symmetry of the block of electrodes. External separator of package of electrodes is made of microporous polymer material, the material of insulation layers and the edge of the roll assemblies have coefficient of sliding friction in the range from 0.01 to 0.1. Collector of package of electrodes is fixed on central hollow rod acts as central positive earthing element ECE, the cavity of which is a bypass channel of electrolyte in the end zone of the electrode unit, which is rigidly fixed. Assembly method of electrode unit ECCS includes package assembly with the calculated number of parallel oriented layers of the cathode by fastening the assembly on central rod by means of cathodes collectors.
EFFECT: improving safety, increasing level of discharge characteristics of current source, as well as increasing the density of assembly of electrode unit.
2 cl, 1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к резервным химическим источникам тока ампульного типа, задействуемым при впуске электролита из ампулы в электродный блок электрохимических элементов (ЭХЭ).The invention relates to the field of electrical engineering, namely to backup chemical current sources of the ampoule type, involved in the inlet of the electrolyte from the ampoule into the electrode block of electrochemical cells (ECE).

Известен в качестве прототипа химический источник тока ампульного типа (АХИТ) (патент РФ №2507641, МПК H01M 6/10, опубл. 18.07.2012 г.), в котором содержатся в корпусе с крышкой, колпаком и ЭХЭ блок электродный и блок электролитный, по крайней мере с одной ампулой с электролитом на основе тионилхлорида, расчетное количество электродных блоков, при этом все ампулы выполнены в виде сильфонов с подвижными основаниями и установленными на них элементами вскрытия разделительных мембран ампул.Known as a prototype is a chemical current source of the ampoule type (AHIT) (RF patent No. 2507641, IPC H01M 6/10, publ. July 18, 2012), which contains an electrode block and an electrolyte block in a case with a lid, a cap and an ECE, with at least one ampoule with an electrolyte based on thionyl chloride, the estimated number of electrode blocks, while all ampoules are made in the form of bellows with movable bases and elements for opening the separation membranes of the ampoules mounted on them.

К недостаткам известного электродного блока ЭХЭ относится недостаточно высокие технологические свойства сборки, сравнительно невысокая плотность сборки, что актуально при наличии жестких массогабаритных ограничений при проектировании АХИТ.The disadvantages of the known electrode block EChE are the insufficiently high technological properties of the assembly, the relatively low density of the assembly, which is relevant in the presence of rigid weight and size limitations in the design of AHIT.

Задачей авторов предлагаемого устройства является разработка электродного блока ЭХЭ повышенной безопасности с высоким уровнем разрядных характеристик АХИТ на его основе, характеризующегося высокими монтажными свойствами, и в котором выполнены требования по массогабаритным ограничениям.The task of the authors of the proposed device is to develop an ECE electrode block of increased safety with a high level of discharge characteristics of AHIT based on it, characterized by high mounting properties, and in which the requirements for weight and size restrictions are met.

Новый технический результат, обеспечиваемый при реализации предлагаемого электродного блока АХИТ, заключается в повышении технологичности и простоты его сборки, в обеспечении требований по массогабаритным ограничениям за счет повышения плотности сборки.A new technical result provided by the implementation of the proposed electrode block AHIT is to increase the manufacturability and ease of assembly, to meet the requirements for weight and size restrictions by increasing the density of the assembly.

Указанные задача и новый технический результат обеспечены тем, что в известном электродном блоке ампульного химического источника тока, содержащем в едином цилиндрическом корпусе с крышкой расчетное количество последовательно расположенных электрохимических элементов (ЭХЭ), каждый из которых снабжен индивидуальной ампулой сильфонного типа, заполненной электролитом на основе тионилхлорида, элементами механического вскрытия ампул и блоком электродов, согласно изобретению каждый блок электродов ЭХЭ выполнен в виде пакета расчетного количества твердых слоев катодов, закрепленных на едином коллекторе, и анодов, разделенных слоями сепараторов, площадь которых не менее чем на 5% превышает площадь электродов, свернутых в рулон вдоль продольной оси симметрии блока электродов, наружный сепаратор пакета электродов выполнен из микропористого полимерного материала из группы полипропилена, при этом материалы слоев электроизоляции и краевого слоя рулонной сборки характеризуются коэффициентом трения скольжения в диапазоне величин от 0,01 до 0,1, коллектор пакета электродов закреплен на центральном полом стержне, выполняющем функцию центрального положительного токоотводящего элемента ЭХЭ, полость которого является каналом перепуска электролита в торцевую зону электродного блока, который жестко фиксирован по торцам на соответствующих основаниях корпуса на имеющихся на каждом основании диэлектрических элементах, на одном из которых посредством упоров закреплен рулон электродов, а на противоположной от упоров стороне торцевой поверхности рулонов электродов выполнена изолирующая прокладка из фторопласта с отверстиями для впуска электролита в электродный блок.The indicated task and the new technical result are ensured by the fact that in the known electrode unit of an ampoule chemical current source containing in a single cylindrical body with a cover an estimated number of electrochemical cells (ECE) arranged in series, each of which is equipped with an individual ampoule of a bellows type filled with an electrolyte based on thionyl chloride , by elements of mechanical opening of ampoules and a block of electrodes, according to the invention, each block of electrodes of the ECE is made in the form of a package the number of solid layers of cathodes mounted on a single collector and anodes separated by layers of separators, the area of which is at least 5% greater than the area of electrodes rolled into a roll along the longitudinal axis of symmetry of the electrode block, the outer separator of the electrode package is made of microporous polymer material from the group polypropylene, while the materials of the layers of electrical insulation and the edge layer of the roll assembly are characterized by a sliding friction coefficient in the range from 0.01 to 0.1, the collector of the package of electrodes is closed it is insulated on a central hollow rod, which performs the function of a central positive current-conducting element of the ECE, the cavity of which is a channel for transferring electrolyte to the end zone of the electrode block, which is rigidly fixed at the ends on the corresponding base of the housing with dielectric elements on each base, one of which is fixed by stops a roll of electrodes, and on the opposite side of the end faces of the end surface of the rolls of electrodes made an insulating strip of fluoroplastic with holes for inlet of the electrolyte into the electrode block.

Известен в качестве прототипа предлагаемого способа сборки электродного блока АХИТ способ сборки АХИТ (патент РФ №2507641, МПК H01M 6/10, опубл. 18.07.2012 г.), в котором изготовление источника тока ведут последовательно путем сборки сначала элементов ЭХЭ, состоящих из рулона слоев катода, анода, сепаратора, являющегося изолятором, затем блока электродов ЭХЭ и АХИТ в целом.Known as a prototype of the proposed method of assembling the electrode block AHIT method of assembly of AHIT (RF patent No. 2507641, IPC H01M 6/10, publ. 18.07.2012), in which the manufacture of the current source is carried out sequentially by first assembling the ECE elements consisting of a roll layers of the cathode, anode, separator, which is an insulator, then the block of electrodes ECE and AHIT as a whole.

К недостаткам аналога относится недостаточно высокие безопасность при работе, недостаточно высокие технологические свойства сборки, плотность сборки, что актуально при наличии жестких массогабаритных ограничений при проектировании АХИТ.The disadvantages of the analogue are insufficiently high safety during operation, insufficiently high technological properties of the assembly, density of the assembly, which is important in the presence of strict weight and size limitations when designing AHIT.

Задачей авторов предлагаемого способа сборки электродного блока АХИТ является разработка процесса сборки электродного блока АХИТ, характеризующегося повышенными безопасностью, плотностью сборки, технологичностью.The authors of the proposed method for assembling the electrode block AHIT is to develop a process for assembling the electrode block AHIT, characterized by increased safety, density of assembly, manufacturability.

Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа сборки электродного блока, заключается в улучшении технологичности сборки и простоты, в обеспечении требований по массогабаритным ограничениям за счет повышения плотности сборки.A new technical result provided by using the proposed method of assembly of the electrode block is to improve the manufacturability of the assembly and simplicity, to meet the requirements for weight and size restrictions by increasing the density of the assembly.

Указанные задача и новый технический результат обеспечены тем, что в отличие от известного способа сборки электродного блока, включающего сборку пакета последовательно расчетного количества параллельно ориентированных слоев катода, сепаратора, выполненного из пористого материала, анода, выполненного из лития, фиксацию сборки на центральном стержне, формирование рулона слоев, согласно изобретению крепление сборки на центральном стержне осуществляют только посредством коллекторов катодов, каждый из которых выполнен в виде никелевой сетки, на которую нанесен слой углерода, на центральном стержне, согласно изобретению слои анода выполнены в виде литиевой пластины, и слои сепаратора, выполненные из бумаги, фиксируются в сборке только примыкающими к нему слоями катода, который снабжен индивидуальным коллектором, при этом сепаратор краевого слоя анода посредством дополнительно введенной никелевой пластины фиксирован на коллекторе катодного слоя, а формирование рулона электродов и сепараторов, выполненных из материалов, характеризующихся коэффициентом трения скольжения в диапазоне величин от 0,01 до 0,1, производят до полного перекрытия выступающих за границу рулонов слоев сепараторов, имеющих площадь, большую не менее чем на 5% площади электродов, после чего сформированный рулон фиксируют по торцевым основаниям на диэлектрических элементах соответствующих оснований корпуса электродного блока.These tasks and a new technical result are ensured by the fact that, in contrast to the known method of assembling the electrode block, which includes assembling a package of sequentially calculated number of parallel oriented cathode layers, a separator made of porous material, an anode made of lithium, fixing the assembly on a central rod, forming a roll of layers, according to the invention, the assembly is mounted on the central rod only by cathode collectors, each of which is made in the form of nickel the grid, on which the carbon layer is applied, on the central rod, according to the invention, the anode layers are made in the form of a lithium plate, and the separator layers made of paper are fixed in the assembly only by adjacent cathode layers, which are equipped with an individual collector, while the edge layer separator the anode by means of an additionally introduced nickel plate is fixed on the collector of the cathode layer, and the formation of a coil of electrodes and separators made of materials characterized by a sliding coefficient of friction In the range of values from 0.01 to 0.1, the separator layers protruding beyond the border of the roll are completely blocked, having an area greater than not less than 5% of the electrode area, after which the formed roll is fixed along the end bases on the dielectric elements of the respective bases the body of the electrode unit.

Предлагаемые устройство электродного блока и способ его сборки поясняются следующим образом.The proposed device of the electrode unit and the method of assembly are explained as follows.

На фиг. 1 представлены элементы заявляемого электродного блока, где А - вид сверху, Б-Б - сечение по развертке блока электродов, В - выносной элемент сборки электродов, Г - линия сварки коллектора поз. 3 и стержня поз. 2, Д - места сварки пластины положительного электрода (катода) поз. 8 с коллектором поз. 3.In FIG. 1 presents the elements of the inventive electrode block, where A is a top view, B-B is a cross-section along a scan of a block of electrodes, B is a remote element for assembling electrodes, G is a collector welding line pos. 3 and the rod pos. 2, D - places of welding of the plate of the positive electrode (cathode) pos. 8 with collector pos. 3.

Последовательность процесса сборки предлагаемого электродного блока заключается в следующем.The sequence of the assembly process of the proposed electrode unit is as follows.

Первоначально берут пластины катода, представляющие собой напрессованную с 2-х сторон на никелевую сетку углеродосодержащий материал, и закрепляют их сваркой специальными лепестками из состава катода на едином коллекторе поз. 3, который в свою очередь приваривают лазерной сваркой по линии Г к стержню поз. 2. К торцевой части стержня также приваривается положительный токовывод поз. 4.Initially, cathode plates are taken, which are carbon-containing material pressed on from 2 sides onto a nickel mesh, and are fixed by welding with special petals from the cathode on a single collector pos. 3, which in turn is welded by laser welding along the line G to the rod pos. 2. A positive current output pos. Is also welded to the end part of the rod. four.

Затем в межслойное пространство пластин катодов поз. 8 вводят слои сепараторов поз. 7, выполненных из специальной асбестовой бумаги марки БСА-0,11, при этом наружный сепаратор поз. 5 изготавливают из микропористого полипропилена марки ПОРП-В1-25-40 и закрепляют его к коллектору поз. 3 точечной сваркой с помощью специальной пластины, что обеспечивает механическое крепление наружного сепаратора и исключает его проскальзывание при намотке блока электродов. Для улучшения электроизоляции ширина сепараторов выполнена на ≈2 мм больше с каждой стороны, чем ширина катода и анода. В полученную сборку между сепараторами устанавливают литиевые марки ЛЭ-1 бесколлекторные отрицательные электроды поз. 6 (аноды) толщиной 0,15 мм с напрессованными отрицательными токовыводами поз. 1. После этого полученный пакет скручивают в рулон в соответствии с направлением намотки и полученный блок электродов устанавливают в корпус ЭХЭ с изоляцией торцевых поверхностей диэлектрическими элементами на основе фторопласта марки Ф-4.Then in the interlayer space of the plates of the cathodes pos. 8 introduce layers of separators pos. 7, made of special asbestos paper grade BSA-0.11, while the external separator pos. 5 are made of microporous polypropylene brand PORP-V1-25-40 and fix it to the collector pos. 3 spot welding using a special plate, which provides mechanical fastening of the external separator and eliminates its slipping when winding the electrode block. To improve electrical insulation, the width of the separators is ≈2 mm wider on each side than the width of the cathode and anode. In the resulting assembly between the separators set lithium grade LE-1 brushless negative electrodes pos. 6 (anodes) with a thickness of 0.15 mm with pressed negative current leads pos. 1. After that, the resulting package is twisted into a roll in accordance with the direction of winding, and the resulting electrode block is installed in the ECE housing with insulation of the end surfaces with dielectric elements based on F-4 fluoroplastic.

Каждый блок электродов ЭХЭ выполнен в виде пакета расчетного количества твердых слоев катодов, закрепленных на едином коллекторе, и анодов, разделенных слоями сепараторов, свернутых в рулон вдоль продольной оси симметрии блока электродов. Наружный сепаратор пакета электродов выполнен из пористого полимерного материала из группы микропористого полипропилена. При этом материалы слоев электроизоляции и краевого слоя рулонной сборки характеризуются коэффициентом трения скольжения в диапазоне величин от 0,01 до 0,1. Коллектор пакета электродов закреплен на центральном полом стержне, выполняющем функцию центрального положительного токоотводящего элемента ЭХЭ, а отверстие в стержне служит каналом перепуска электролита в торцевую зону электродного блока, который жестко фиксирован при установке в корпус по торцам из диэлектрических элементов, на нижний из которых посредством упоров опирается рулон электродов, а с противоположной от упоров стороны торцевая поверхность рулонов электродов изолирована прокладкой из фторопласта с отверстиями для подвода электролита в электродный блок. В предлагаемом способе сборки ЭХЭ сборка блока электродного ЭХЭ согласно изобретению представляет конструкцию «вентиляторного типа», при которой производится намотка расчетного количества параллельно уложенных пластин положительных электродов и такого же количества отрицательных электродов, установленных в сепараторе, выполненном из пористого материала на основе асбестовой бумаги. Пластины положительных электродов объединяются сваркой на общий коллектор, привариваемый к центральному стержню. Каждая пластина положительного электрода состоит из гальванически осажденной никелевой сетки, контакта и катодной массы, нанесенной с двух сторон на сетку. Токосъем от положительных электродов осуществляется через центральный стержень и токоотводящий лепесток, приваренный к торцу центрального стержня. Бесколлекторный отрицательный электрод выполнен в виде литиевой пластины с впрессованным в нее никелевым отрицательным токоотводом с помощью литиевой накладки. В качестве основных сепараторов применяется сепарационная бумага марки БСА. Сепаратор наружного отрицательного электрода с целью механического крепления приварен к коллектору пластин положительных электродов с использованием переходной никелевой пластины с обеспечением электроизоляции между коллектором и отрицательным электродом. После сборки положительного электрода, установки отрицательных электродов и сепараторов производится спиральная намотка всего пакета с использованием центрального стержня с последующей проверкой электрических параметров и геометрических размеров. Изготовленный и проверенный блок электродов устанавливается в корпус. Торцевые поверхности блока электродов при установке в корпусе изолируются с одной стороны фторопластовой шайбой, с другой фторопластовым разрезным упором. Дополнительная электроизоляция производится прокладками из асбестовой сепарационной бумаги.Each block of ECE electrodes is made in the form of a package of the estimated number of solid layers of cathodes attached to a single collector, and anodes separated by layers of separators rolled into a roll along the longitudinal axis of symmetry of the electrode block. The outer separator of the electrode package is made of porous polymeric material from the group of microporous polypropylene. The materials of the layers of electrical insulation and the edge layer of the roll assembly are characterized by a coefficient of sliding friction in the range of values from 0.01 to 0.1. The collector of the electrode package is mounted on a central hollow rod that acts as a central positive current-conducting element of the ECE, and the hole in the rod serves as a channel for transferring electrolyte to the end zone of the electrode block, which is rigidly fixed when installed in the housing along the ends of dielectric elements, the lower of which by means of stops the coil of electrodes is supported, and on the opposite side from the stops the end surface of the coil of electrodes is insulated with a fluoroplastic gasket with holes for and electrolyte in the electrode assembly. In the proposed method for assembling the ECE, the assembly of the electrode ECE unit according to the invention represents a “fan-type” design, in which the calculated number of positively placed plates of parallel electrodes and the same number of negative electrodes installed in a separator made of porous material based on asbestos paper are wound. The plates of the positive electrodes are combined by welding onto a common collector, welded to the central rod. Each positive electrode plate consists of a galvanically deposited nickel grid, a contact and a cathode mass deposited on both sides of the grid. Current collection from positive electrodes is carried out through the central rod and the collector lug welded to the end of the central rod. The collector negative electrode is made in the form of a lithium plate with a nickel negative collector pressed into it using a lithium pad. BSA grade paper is used as the main separators. The outer negative electrode separator is welded to the collector of the positive electrode plates for the purpose of mechanical fastening using a transition nickel plate with electrical insulation between the collector and the negative electrode. After assembling the positive electrode, installing negative electrodes and separators, the whole package is spirally wound using a central rod, followed by verification of electrical parameters and geometric dimensions. The fabricated and tested electrode block is installed in the housing. The end surfaces of the electrode block, when installed in the housing, are insulated on one side with a fluoroplastic washer and on the other with a fluoroplastic split stop. Additional electrical insulation is made by gaskets from asbestos separation paper.

Экспериментально показано, что именно выбор материалов электродов и сепаратора при формировании рулона электродов и сепараторов, характеризующихся коэффициентом трения скольжения в диапазоне величин от 0,01 до 0,1, производимого до полного перекрытия выступающих за границу рулонов слоев сепараторов, имеющих площадь, большую не менее чем на 5% площади электродов, обеспечивает точность и надежность процесса сборки и последующую работоспособность АХИТ на основе предлагаемого электродного блока.It has been experimentally shown that it is the choice of materials of the electrodes and the separator during the formation of the coil of electrodes and separators that are characterized by a coefficient of sliding friction in the range of values from 0.01 to 0.1, made until the coils of separator layers protruding beyond the border that have an area of at least than 5% of the electrode area, ensures the accuracy and reliability of the assembly process and the subsequent operability of AHIT based on the proposed electrode block.

Таким образом, использование предлагаемого электродного блока и способа его сборки обеспечивает достижение нового технического результата, заключающегося в в повышении технологичности и простоты его сборки, в обеспечении требований по массогабаритным ограничениям за счет повышения плотности сборки.Thus, the use of the proposed electrode block and the method of its assembly ensures the achievement of a new technical result, which consists in increasing the manufacturability and ease of assembly, in meeting the requirements for weight and size restrictions by increasing the density of the assembly.

Возможность промышленной реализации предлагаемого блока электродов подтверждается следующим примером конкретного выполнения.The possibility of industrial implementation of the proposed electrode block is confirmed by the following specific example.

Пример 1. В лабораторных условиях опробована работоспособность предлагаемого блока электродов ЭХЭ, изображенного на фиг. 1, на примере опытного образца электродного блока.Example 1. In laboratory conditions, the operability of the proposed ECE electrode block shown in FIG. 1, for example, a prototype electrode block.

В качестве материала анода использован литий марки ЛЭ-2, в качестве катода никелевая сетка с напрессованным углеродосодержащим материалом, сепараторы выполнены из бумаги марки БСА. При этом при формировании рулона электродов и сепараторов, выполненных из материалов, характеризующихся коэффициентом трения скольжения в диапазоне величин от 0,01 до 0,1, производимого до полного перекрытия выступающих за границу рулонов, слоев сепараторов, имеющих площадь, большую не менее чем на 5% площади электродов.Lithium grade LE-2 was used as the anode material, a nickel mesh with pressed carbon-containing material was used as the cathode, the separators were made of BSA grade paper. In this case, when forming a coil of electrodes and separators made of materials characterized by a sliding friction coefficient in the range of 0.01 to 0.1, produced to completely overlap the rolls protruding abroad, the layers of separators having an area not less than 5 % of the area of the electrodes.

Электродный блок АХИТ представляет собой сборку пакета расчетного количества параллельно ориентированных слоев катодов, закрепленных на едином коллекторе, и анодов, разделенных слоями сепараторов, свернутых в рулон вдоль продольной оси симметрии блока электродов, наружный сепаратор пакета электродов выполнен из микропористого полимерного материала, коллектор пакета электродов закреплен на центральном полом стержне, выполняющем функцию центрального положительного токоотводящего элемента ЭХЭ, полость которого является каналом перепуска электролита в торцевую зону электродного блока, который жестко фиксирован по торцам на соответствующих основаниях корпуса на имеющихся на каждом основании диэлектрических элементах, на одном из которых посредством упоров закреплен рулон электродов, а на противоположной от упоров стороне торцевой поверхности рулонов электродов выполнена изолирующая прокладка из фторопласта с отверстиями для впуска электролита в электродный блок.The AHIT electrode block is an assembly of a package of the calculated number of parallel-oriented cathode layers fixed on a single collector and anodes separated by separator layers rolled into a roll along the longitudinal axis of symmetry of the electrode block, the outer electrode packet separator is made of microporous polymeric material, the collector of the electrode packet is fixed on the central hollow rod, performing the function of the central positive current-conducting element of the ECE, the cavity of which is the channel starting the electrolyte into the end zone of the electrode block, which is rigidly fixed at the ends on the corresponding base of the housing on the dielectric elements available on each base, on one of which an electrode roll is fixed by means of stops, and an insulating fluoroplastic strip is made on the opposite side of the stops from the end surfaces of the electrode rolls with holes for electrolyte inlet into the electrode block.

Экспериментально установлено, что коэффициент трения пары полипропилен-бумага составляет ≈0,1, при этом уменьшается вероятность механического повреждения бумажных сепараторов поз. 7 при намотке блока электродов.It was experimentally established that the coefficient of friction of a polypropylene-paper pair is ≈0.1, while the probability of mechanical damage to paper separators pos. 7 when winding the electrode block.

Контрольные испытания показали, что собранный таким образом блок электродов и, соответственно, электрохимический элемент имеют повышенные разрядные характеристики, что основано на улучшении электроизоляции качества, надежности и точности сборки электродов.Control tests showed that the electrode block assembled in this way and, accordingly, the electrochemical cell have increased discharge characteristics, which is based on improving the electrical insulation of the quality, reliability and accuracy of electrode assembly.

Claims (2)

1. Электродный блок ампульного химического источника тока (АХИТ), содержащий в едином цилиндрическом корпусе с крышкой расчетное количество последовательно расположенных электрохимических элементов (ЭХЭ), каждый из которых снабжен индивидуальной ампулой сильфонного типа, заполненной электролитом на основе тионилхлорида, элементами механического вскрытия ампул и блоком электродов, отличающийся тем, что каждый блок электродов ЭХЭ выполнен в виде пакета расчетного количества твердых слоев катодов, закрепленных на едином коллекторе, и анодов, разделенных слоями сепараторов, площадь которых не менее чем на 5% превышает площадь электродов, свернутых в рулон вдоль продольной оси симметрии блока электродов, наружный сепаратор пакета электродов выполнен из микропористого полимерного материала из группы полипропилена, при этом материалы слоев электроизоляции и краевого слоя рулонной сборки характеризуются коэффициентом трения скольжения в диапазоне величин от 0,01 до 0,1, коллектор пакета электродов закреплен на центральном полом стержне, выполняющем функцию центрального положительного токоотводящего элемента ЭХЭ, полость которого является каналом перепуска электролита в торцевую зону электродного блока, который жестко фиксирован по торцам на соответствующих основаниях корпуса на имеющихся на каждом основании диэлектрических элементах, на одном из которых посредством упоров закреплен рулон электродов, а на противоположной от упоров стороне торцевой поверхности рулонов электродов выполнена изолирующая прокладка из фторопласта с отверстиями для впуска электролита в электродный блок.1. The electrode unit of an ampoule chemical current source (AHIT), containing in a single cylindrical case with a cover a calculated number of electrochemical cells (ECE) in series, each of which is equipped with an individual ampoule of a bellows type filled with an electrolyte based on thionyl chloride, elements for opening the ampoules and a block electrodes, characterized in that each block of ECE electrodes is made in the form of a package of the estimated number of solid layers of cathodes mounted on a single collector, and odes separated by layers of separators, the area of which is not less than 5% larger than the area of electrodes rolled along a longitudinal axis of symmetry of the electrode block, the external separator of the electrode package is made of microporous polymer material from the polypropylene group, while the materials of the layers of electrical insulation and the edge layer of the roll the assemblies are characterized by a coefficient of sliding friction in the range of values from 0.01 to 0.1, the collector of the package of electrodes is mounted on a central hollow rod, which performs the function of a central a negative current-conducting element of the ECE, the cavity of which is a channel for transferring the electrolyte to the end zone of the electrode block, which is rigidly fixed at the ends on the corresponding base of the housing on the dielectric elements available on each base, on one of which an electrode roll is fixed by stops, and on the side opposite from the stops the end surface of the rolls of electrodes made an insulating lining of fluoroplastic with holes for inlet of the electrolyte into the electrode block. 2. Способ сборки электродного блока АХИТ по п. 1, включающий сборку пакета последовательно расчетного количества параллельно ориентированных слоев катода, сепаратора, выполненного из пористого материала, анода, выполненного из лития, фиксацию сборки на центральном стержне, формирование рулона слоев, отличающийся тем, что крепление сборки на центральном стержне осуществляют только посредством коллекторов катодов, каждый из которых выполнен в виде никелевой сетки, на которую нанесен слой углерода, на центральном стержне, согласно изобретению, слои анода выполнены в виде литиевой пластины, и слои сепаратора, выполненные из бумаги, фиксируются в сборке только примыкающими к нему слоями катода, который снабжен индивидуальным коллектором, при этом сепаратор краевого слоя анода посредством дополнительно введенной никелевой пластины фиксирован на коллекторе катодного слоя, а формирование рулона электродов и сепараторов, характеризующихся коэффициентом трения скольжения в диапазоне величин от 0,01 до 0,1, производят до полного перекрытия выступающих за границу рулонов, слоев сепараторов, имеющих площадь, большую не менее чем на 5% площади электродов, после чего сформированный рулон фиксируют по торцевым основаниям на диэлектрических элементах соответствующих оснований корпуса электродного блока. 2. The method of assembling the electrode block AHIT according to claim 1, comprising assembling a package of sequentially calculated number of parallel-oriented layers of the cathode, a separator made of porous material, an anode made of lithium, fixing the assembly on the central rod, forming a roll of layers, characterized in that mounting the assembly on the central rod is carried out only by means of cathode collectors, each of which is made in the form of a nickel grid on which a carbon layer is deposited on the central rod, according to the invention In this case, the anode layers are made in the form of a lithium plate, and the separator layers made of paper are fixed in the assembly only by adjacent cathode layers, which is equipped with an individual collector, while the separator of the anode edge layer is fixed to the collector of the cathode layer by means of an additionally inserted nickel plate, and the formation of a roll of electrodes and separators, characterized by a coefficient of sliding friction in the range of values from 0.01 to 0.1, is carried out until the rolls protruding out of the border, the layers with comparators having area greater by at least 5% of the area of the electrodes, after which the formed coil is fixed on the end base by dielectric elements of the respective bases of the electrode assembly of the housing.
RU2015143178/07A 2015-10-09 2015-10-09 Electrode unit of the encapsulated chemical current source and its assembly method RU2599147C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143178/07A RU2599147C1 (en) 2015-10-09 2015-10-09 Electrode unit of the encapsulated chemical current source and its assembly method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143178/07A RU2599147C1 (en) 2015-10-09 2015-10-09 Electrode unit of the encapsulated chemical current source and its assembly method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599147C1 true RU2599147C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015143178/07A RU2599147C1 (en) 2015-10-09 2015-10-09 Electrode unit of the encapsulated chemical current source and its assembly method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599147C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6199274A (en) * 1984-10-22 1986-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reserve battery
US20040197640A1 (en) * 2002-11-29 2004-10-07 Johannes Straver Reserve battery and its use
RU2290723C1 (en) * 2005-04-11 2006-12-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Switch-mode chemical current supply
RU2291523C1 (en) * 2005-04-11 2007-01-10 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Electrochemical cell for pulsed chemical current supply
RU2507641C1 (en) * 2012-07-18 2014-02-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Ampoule chemical source of current

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6199274A (en) * 1984-10-22 1986-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reserve battery
US20040197640A1 (en) * 2002-11-29 2004-10-07 Johannes Straver Reserve battery and its use
RU2290723C1 (en) * 2005-04-11 2006-12-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Switch-mode chemical current supply
RU2291523C1 (en) * 2005-04-11 2007-01-10 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Electrochemical cell for pulsed chemical current supply
RU2507641C1 (en) * 2012-07-18 2014-02-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Ampoule chemical source of current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000311719A (en) Lithium polymer battery and its manufacture
JP2010507902A (en) Hybrid energy storage device and manufacturing method thereof
US9917330B2 (en) Secondary battery
JP2015191879A (en) Wound type secondary battery
US9190221B2 (en) Aqueous-based electric double-layer capacitor
KR101252969B1 (en) Electrode assembly and secondary battery having the same
KR20160007362A (en) High performance all solid lithium sulfur battery with fast lithium ion conduction
KR20210074743A (en) Secondary battery and device including the same
US9330855B2 (en) Aqueous-based electric double-layer capacitor
US20200127336A1 (en) Pre-lithiation of battery cells
RU2493629C2 (en) Multiple-track supercapacitor
RU2599147C1 (en) Electrode unit of the encapsulated chemical current source and its assembly method
CN112236894A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20170125229A (en) Energy storage capacitor with composite electrode structure
KR20120123851A (en) Electrode assembly including anode and cathod electrode more than 2 and electrochemical device using the same
WO2013175760A1 (en) Electricity storage element
KR101255242B1 (en) Electrochemical cell
RU2522947C2 (en) Supercapacitor with inorganic composite electrolyte (versions)
JP5861528B2 (en) Electric double layer capacitor
KR20120091184A (en) Electrochemical cell and method for producing such a cell
CN106953115B (en) Lithium ion battery and lithium ion storage battery for energy accumulator
JP2008226696A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
EP2879208A1 (en) Lead-acid battery
RU2653860C1 (en) Ampule type chemical current source and method of its assembly
JP7530181B2 (en) Lithium primary battery