SE467602B - DEVICE FOR COOLING OR HEATING AN ELECTROCHEMICAL CELL - Google Patents

DEVICE FOR COOLING OR HEATING AN ELECTROCHEMICAL CELL

Info

Publication number
SE467602B
SE467602B SE8801318A SE8801318A SE467602B SE 467602 B SE467602 B SE 467602B SE 8801318 A SE8801318 A SE 8801318A SE 8801318 A SE8801318 A SE 8801318A SE 467602 B SE467602 B SE 467602B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
electrodes
heat
bodies
cell
plane
Prior art date
Application number
SE8801318A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8801318L (en
SE8801318D0 (en
Inventor
Erik Sundberg
Ove Nilsson
Original Assignee
Erik Sundberg
Ove Nilsson
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 Erik Sundberg, Ove Nilsson filed Critical Erik Sundberg
Priority to SE8801318A priority Critical patent/SE467602B/en
Publication of SE8801318D0 publication Critical patent/SE8801318D0/en
Priority to EP89904869A priority patent/EP0403569A1/en
Priority to PCT/SE1989/000200 priority patent/WO1989010011A1/en
Publication of SE8801318L publication Critical patent/SE8801318L/en
Publication of SE467602B publication Critical patent/SE467602B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6553Terminals or leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • H01M10/6555Rods or plates arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Description

4-67 602 och på senare tid även blybatterier. Slutna celler utföres i allmänhet med gelad eller absorberad elektrolyt och har då uppenbara fördelar: man behöver inte fylla på vatten och hantering och handhavande blir enklare och säkrare. 4-67 602 and more recently also lead batteries. Closed cells are generally made with gelled or absorbed electrolyte and then have obvious advantages: you do not need to refill water and handling and handling becomes easier and safer.

Kylning av batterier kan utföras på flera olika sätt. Det vanligaste är naturligtvis att ordna uppställningen av cellerna i batteriet så att luften får möjlighet att cirkulera mellan cellerna. Denna kylning är emellertid inte alltid så effektiv och man måste tillgripa metoder att kyla cellerna inifrån. Så t. ex. har man borrat kylkanaler genom polbryggor och poltappar och genom dessa cirkulerat kylvatten. Ett annat sätt är att lägga in en plastslang i cellens övre del och låta kylvatten passera genom slangen. Båda metoderna innebär att man endast kyler cellerna upptill och med relativt liten värmeöverföringsyta mellan elektrolyt och kylmedium. Ett annat sätt att kyla består i att låta delar av elektroderna sticka upp genom cellkärlets lock och därigenom leda bort överskottsvärme.Cooling of batteries can be performed in several different ways. The most common is of course to arrange the arrangement of the cells in the battery so that the air has the opportunity to circulate between the cells. However, this cooling is not always so efficient and one must resort to methods of cooling the cells from within. So e.g. cooling ducts have been drilled through pole bridges and pole studs and cooling water has been circulated through them. Another way is to insert a plastic hose into the upper part of the cell and let cooling water pass through the hose. Both methods involve cooling only the cells at the top and with a relatively small heat transfer area between the electrolyte and the cooling medium. Another way of cooling is to allow parts of the electrodes to protrude through the lid of the cell vessel and thereby dissipate excess heat.

Ytterligare en metod beskrivs i det japanska patentet 60-107274 (A) där man i battericellen anbringat flata "heat pipes" vid sidan av elektoderna.Another method is described in Japanese patent 60-107274 (A) where flat "heat pipes" are mounted in the battery cell next to the electrodes.

Det kan givetvis finnas exempel på tillämpningar där battericellerna behöver uppvärmas i stället för att avkylas.There can of course be examples of applications where the battery cells need to be heated instead of cooled.

Så t.ex. kan det vara nödvändigt att värma batterier som urladdas och laddas med så låga strömmar att de inte uppvärms nämnvärt härigenom, men där elektrodreaktionerna med fördel gemomföres vid en så hög temperatur att extra värme måste tillföras. Det som här anförts om kylning av battericeller och speciellt beträffande anordning enligt uppfinningen gäller även för uppvärmning.So e.g. it may be necessary to heat batteries which are discharged and charged with such low currents that they are not significantly heated thereby, but where the electrode reactions are advantageously conducted at such a high temperature that extra heat must be supplied. What has been stated here about cooling of battery cells and especially with regard to devices according to the invention also applies to heating.

Väsentligt för effekten av kylningen i samtliga dessa fall är att elektrolyten är fririnnande så att värmen kan överföras från elektrolyten i cellen till kylytan genom konvektion. Bästa kylningen skulle man naturligtvis få genom tvångscirkulation av elektrolyten helst genom en speciell värmeväxlare, men detta f? 467 602 skulle ställa sig kostsamt, öka underhållet genom behovet av tillsyn av pumpar och dessutom innebära strömläckage på grund av vagabonderande strömmar mellan cellerna i batteriet.Essential to the effect of the cooling in all these cases is that the electrolyte is free-flowing so that the heat can be transferred from the electrolyte in the cell to the cooling surface by convection. The best cooling would of course be obtained by forced circulation of the electrolyte, preferably through a special heat exchanger, but this f? 467 602 would be costly, increase maintenance through the need for pump supervision and also involve power leakage due to stray currents between the cells in the battery.

Avsikten med här beskrivna uppfinning är att anordna kylningen av battericeller på ett effektivt sätt med stora värmeöverförande kylytor utan att därigenom inkräkta på vare sig kapacitet eller strömfördelning. Det är också avsikten med uppfinningen att den skall effektivt kunna kyla även slutna battericeller med absorberad eller gelad elektrolyt. Det skall här också visas att den föreslagna metoden för kylning också medför en bättre elektrisk ledningsförmåga hos elektroderna.The object of the invention described here is to arrange the cooling of battery cells in an efficient manner with large heat-transferring cooling surfaces without thereby interfering with either capacity or current distribution. It is also the object of the invention that it should be able to effectively cool even closed battery cells with absorbed or gelled electrolyte. It should also be shown here that the proposed method of cooling also results in a better electrical conductivity of the electrodes.

För att underlätta beskrivningen av uppfinningen skall här först uppbyggnaden av en battericell beskrivas. Beskrivningen av anordningen enligt uppfinningen framgår av figurerna 1 - 7 där: Figur 1 visar ett elektrodpaket från en battericell Figur 2 visar anordning av värmeavledande kroppar sammankopplade till en polbrygga och en poltapp med kylfläns.In order to facilitate the description of the invention, the construction of a battery cell will first be described here. The description of the device according to the invention is shown in Figures 1 - 7 where: Figure 1 shows an electrode package from a battery cell Figure 2 shows the device of heat-dissipating bodies connected to a pole bridge and a pole pin with heat sink.

Figur 3 visar exempel på symmetriplan i blybatterielektroder a) rörelektrod b) flat elektrod Figur 4 visar exempel på värmeavledande kropp vid en elektrod som först delats i två lika halvor.Figure 3 shows an example of a plane of symmetry in lead-acid battery electrodes a) tube electrode b) flat electrode Figure 4 shows an example of a heat-dissipating body at an electrode that is first divided into two equal halves.

Figur 5 visar ett utförande av en värmeavledande kropp för en veckad elektrod.Figure 5 shows an embodiment of a heat dissipating body for a pleated electrode.

Figur 6 visar batteri med kylanordning enligt uppfinningen ansluten till särskild poltapp med kylfläns.Figure 6 shows a battery with cooling device according to the invention connected to a special pole pin with cooling flange.

Figur 7 visar anslutning av de värmeavledande kropparna till en av poltapparna för elektroderna, vilken försetts med kylflän: 467 602 En battericell består i huvudsak av kärl med elektrolyt och ett antal elektroder (1,2), minst en av vardera polariteten, och åtskiljda med separatorer (3). Elektroder av samma polaritet är sammankopplade med varandra parallellt som figur 1 visar. Det är vanligast att elektroderna är sammankopplade upptill i cellen och förbundna med en s.k. polbrygga (5) som i sin tur står i metallisk förbindelse med en poltapp (6) som passerar ut genom cellen via speciella genomföringar i locket. Antalet poltappar kan vara en eller flera för vardera elektrodslaget.Figure 7 shows the connection of the heat-dissipating bodies to one of the pole pins of the electrodes, which is provided with a cooling flange: 467 602 A battery cell consists essentially of vessels with electrolyte and a number of electrodes (1,2), at least one of each polarity, and separated by separators (3). Electrodes of the same polarity are connected to each other in parallel as Figure 1 shows. It is most common for the electrodes to be connected at the top of the cell and connected to a so-called pole bridge (5) which in turn is in metallic connection with a pole pin (6) which passes out through the cell via special penetrations in the lid. The number of pole pins can be one or more for each electrode stroke.

Elektroderna består vanligen av planparallella, porösa skivor även om det i t.ex. blybatterier förekommer att ena elektrodslaget kan vara sammansatt av ett antal stavar eller rör (figur3a). Dessa är dock så anbringade att de tillsammans bildar en i huvudsak planparallell skiva. Varje elektrod är försedd, oftast upptill, med en strömavledande fana (4), vilken genom lödning, gjutning eller förskruvning anslutits till nyssnämnda polbrygga(5). Elektroderna är i allmänhet uppbygda så att ett aktivt material t.ex. blydioxid, nickeloxid eller mangandioxid i de positiva elektroderna anbringats på eller omkring en elektrisk ledare ofta speciellt utformad för att kvarhålla det aktiva materialet. Sådant ledande (inaktivt) material kan vara bly eller blylegeringar, nickelnät, kol- eller grafitskivor. De negativa elektroderna består på samma sätt av aktivt material men av annan sammansättning och inaktivt material som strömledare. I Separatorerna (3) mellan elektroderna utgöres av porösa, elektrisk oledande skivor som görs så tunna som möjligt för att nedbringa det inre motståndet samtidigt som de skall förhindra kortslutning mellan elektroder av motsatt polaritet.The electrodes usually consist of plane-parallel, porous disks, although in e.g. lead batteries occur that one electrode stroke may be composed of a number of rods or tubes (Figure 3a). However, these are arranged so that together they form a substantially plane-parallel disc. Each electrode is provided, usually at the top, with a current-dissipating tab (4), which is connected to the just-mentioned pole bridge (5) by soldering, casting or screwing. The electrodes are generally constructed so that an active material e.g. lead dioxide, nickel oxide or manganese dioxide in the positive electrodes are applied to or around an electrical conductor often specially designed to retain the active material. Such conductive (inactive) materials may be lead or lead alloys, nickel mesh, carbon or graphite sheets. The negative electrodes in the same way consist of active material but of a different composition and inactive material as current conductors. The separators (3) between the electrodes consist of porous, electrically conductive disks which are made as thin as possible in order to reduce the internal resistance while at the same time preventing short circuits between electrodes of opposite polarity.

Samtliga elektroder som ingår i battericeller är mestadels symmetrisk uppbyggda kring ett plan (12) mitt genom elektroden, parallellt med elektrodens utbredning i höjd och bredd och vinkelrätt mot strömlinjerna. Detta ger den bästa fördelningen av strömmen inom cellen och den bästa utnyttjningen 467 602 av det aktiva materialet. I elektrodernas höjdled kan det däremot finnas varierande mängder aktivt och inaktivt material.All electrodes included in battery cells are mostly symmetrically built around a plane (12) in the middle of the electrode, parallel to the electrode's distribution in height and width and perpendicular to the current lines. This provides the best distribution of current within the cell and the best utilization of the active material. In the height of the electrodes, on the other hand, there may be varying amounts of active and inactive material.

I vissa fall är elektroderna vecklade eller kupade, men detta hindrar inte att man kan finna symmetriplan med nyssnämnda definition.In some cases the electrodes are folded or cupped, but this does not prevent one from finding planes of symmetry with the above-mentioned definition.

I vissa konstruktioner kända t.ex. genom den svenska patentansökan 8300141-2 är inte symmetriplanet i sin helhet parallellt med ett plan i elektrodens utbredning, men icke desto mindre är elektroden uppdelad i två symmetriska halvor på så sätt att varje halva för sig arbetar mot den motsatt elektroden.In some constructions known e.g. by the Swedish patent application 8300141-2, the plane of symmetry in its entirety is not parallel to a plane in the distribution of the electrode, but nevertheless the electrode is divided into two symmetrical halves in such a way that each half works separately against the opposite electrode.

Avsikten med föreliggande uppfinning är att i elektrodernas symmetriplan (12) av sådan art som här beskrivits inplacera värmeavledande kroppar (7) vilka genom denna placering inte påverkar elektrodernas arbetsätt med avseende på strömfördelning eller utnyttjning av aktiva materialet. Sådana värmeavledande kroppar av t.ex. kopparplåt kan vidare ges en utsträckning över hela elektrodens symmetriplan d.v.s hela elektrodens höjd och bredd. En sådan anordning är således inte begränsad enbart till cellens övre delar med sin värmeöverförande yta. De värmeavledande kropparna kan t.o.m. göras större än elektrodens yta och även stödjas mot cellkärlets väggar. Genom att anbringa kropparna i nära kontakt med t.ex. de negativa elektroderna i ett blybatteri genom lödning mot de strömledande gallren, förbättras värmeavledningen ytterligare och dessutom ökas gallrens ledningsförmäga d.v.s. cellens inre motstånd minskar.The object of the present invention is to place in the electrodes of symmetry (12) of the kind described here heat-dissipating bodies (7) which by this placement do not affect the working methods of the electrodes with respect to current distribution or utilization of the active material. Such heat dissipating bodies of e.g. copper plate can furthermore be given an extension over the entire plane of symmetry of the electrode, i.e. the entire height and width of the electrode. Such a device is thus not limited only to the upper parts of the cell with its heat transfer surface. The heat dissipating bodies can even made larger than the surface of the electrode and also supported against the walls of the cell vessel. By placing the bodies in close contact with e.g. the negative electrodes in a lead-acid battery by soldering to the current-conducting grids, the heat dissipation is further improved and in addition the conductivity of the grids is increased, i.e. the internal resistance of the cell decreases.

Då koppar har särskilt god värmeledningsförmåga, fredras detta material i olika geometriska former som värmeledare. Så till exempel kan de värmeavledande kropparna förses med ytförstorande struktur, utföras i veckad form eller förses med hål om så skulle visa sig vara lämpligt. Emellertid kan koppar i kontakt med den positiva elektroden korrodera kraftigt speciellt om elektrolyten är svavelsyra. Den bör i sådant fall skyddas med någon beständig porfri beläggning, t. ex. polytenplast eller 467 602 liknande som kan påläggas t. ex. som ett pulver på den uppvärmda metallen. Om kopppar användes som värmeavledande kropp i kontakt med den negativa elektroden är den i allmänhet katodiskt skyddad och behöver knappast ens i svavelsyra ges något extra skydd ehuru det dock måste anses vara fördelaktigt att ge den ett skyddande lager av t.ex. bly med ett mellanskikt av tenn.As copper has a particularly good thermal conductivity, this material is protected in various geometric shapes as a thermal conductor. For example, the heat dissipating bodies can be provided with a surface enlarging structure, made in a folded form or provided with holes if this proves to be suitable. However, copper in contact with the positive electrode can corrode greatly, especially if the electrolyte is sulfuric acid. In such a case, it should be protected with some durable pore-free coating, e.g. polythene plastic or 467,602 the like which can be applied e.g. as a powder on the heated metal. If copper is used as a heat-dissipating body in contact with the negative electrode, it is generally cathodically protected and hardly even needs to be given any extra protection in sulfuric acid, although it must be considered advantageous to give it a protective layer of e.g. lead with an intermediate layer of tin.

Uppfinningen är dock inte begränsad till koppar som värmeavledande material på i och för sig känt sätt.However, the invention is not limited to copper as a heat-dissipating material in a manner known per se.

Avsikt med uppfinningen är vidare att förse dessa värmeavledande kroppar i elektrodernas symmetriplan med anslutningar (9) samt att förbinda dem till en polbrygga (8) och en poltapp (10) på motsvarande sätt som sker med elektroderna. Denna poltapp kan ha en polaritet beroende på om de värmeavledande kropparna är oisolerade och i kontakt med någon av elektroderna eller vara elektriskt oledande om kropparna har isolerats genom t.ex. en tunn beläggning av plast. Anslutningen kan naturligtvis ske till flera än en poltapp av samma polaritet och värmeavledande kroppar kan placeras i såväl negativa som positiva elektroder med motsvarande poler i en och samma battericell. För att bättre avleda värmen från poltapparna kan dessa förses med kylflänsar (11). Värmen kan då snabbt avledas från poltappen (10) eller kylflänsen (ll). Värmen kan då snabbt avledas från poltappen (10) eller kylflänsen (ll) genom luftpåblåsning eller genom att låta kylvatten strömma genom eller runt om kylflänsen. Kylning kan också ske genom nedsänkning av battericellen i vatten, speciellt om cellen är av den slutna typen.The object of the invention is further to provide these heat-dissipating bodies in the plane of symmetry of the electrodes with connections (9) and to connect them to a pole bridge (8) and a pole pin (10) in a corresponding manner which takes place with the electrodes. This pole pin can have a polarity depending on whether the heat-dissipating bodies are uninsulated and in contact with one of the electrodes or be electrically non-conductive if the bodies have been insulated by e.g. a thin coating of plastic. The connection can of course be made to more than one pole pin of the same polarity and heat-dissipating bodies can be placed in both negative and positive electrodes with corresponding poles in one and the same battery cell. To better dissipate the heat from the pole pins, these can be fitted with cooling fins (11). The heat can then be quickly dissipated from the pole pin (10) or the heat sink (II). The heat can then be quickly dissipated from the pole pin (10) or the heat sink (II) by blowing air or by allowing cooling water to flow through or around the heat sink. Cooling can also be done by immersing the battery cell in water, especially if the cell is of the closed type.

Poltapparna från ett batteri anbringas vanligen i cellkärlets lock. Figur 7. Genomföringen av kylanordningens poltapp eller poltappar inskränkas dock inte till cellens lock utan kan anbringas lika väl i cellens väggar eller botten. En sådan anordning är fördelaktig om plats inte kan beredas för dessa poltappar med deras kylflänsar på cellens ovansida.The pole pins from a battery are usually placed in the lid of the cell vessel. Figure 7. However, the bushing of the cooling device's pole pin or pin pins is not restricted to the lid of the cell but can be applied just as well to the walls or bottom of the cell. Such a device is advantageous if space cannot be provided for these pole pins with their heat sinks on the top of the cell.

Särskilt fördelaktigt är det att förse battericeller som har absorberad eller gelad syra med anordningen enligt uppfiningen då f? 467 602 i dessa celler kylning genom konvektion d.v.s. transport av uppvärmd elektrolyt inte lätt kan ske till de övre delarna av cellen. Vid slutna celler är anordningen speciellt fördelaktig då inte bara elektrolyten är absorberad utan separatorerna och elektrodernas porer oftast inte är helt fyllda med elektrolyt ("starved electrolyte"), för att därigenom underlätta syrgasrekombinationen. I sådana celler är inte bara värmekonvektionen ytterligare försvårad utan där uppstår ett tillskott av värme genom den exotermiska reaktionen mellan syrgasen och de negativa elektroderna och särskilt god kylverkan uppnås då genom att de värmeavledande kropparna är anbringade vid de negativa elektroderna.It is particularly advantageous to supply battery cells which have absorbed or gelled acid with the device according to the invention when f? 467 602 in these cells cooling by convection i.e. transport of heated electrolyte can not easily take place to the upper parts of the cell. In the case of closed cells, the device is particularly advantageous when not only the electrolyte is absorbed but the separators and the pores of the electrodes are usually not completely filled with electrolyte ("starved electrolyte"), in order thereby to facilitate the oxygen recombination. In such cells not only is the heat convection further complicated but there is an addition of heat due to the exothermic reaction between the oxygen gas and the negative electrodes and particularly good cooling action is achieved then by the heat dissipating bodies being applied to the negative electrodes.

I ett föredraget utförande av anordningen för kylning enligt uppfinningen har mellan dubbla negativa elektroderna i ett (momopolärt) blybatteri fastlödats blyklädda kopparplåtar O,5mm tunna vilka försetts med anslutningssfanor upptill. Anslutningen till en blyklädd kopparpol med runt tvärsnitt sker via en polbrygga likaledes av blyklädd koppar som placerats ovanför elektroderna och vinkelrätt mot dessa. De värmeavledande kropparnas poltapp är anbringad centralt i locket och försedd med kylfläns av känd konstruktion.In a preferred embodiment of the cooling device according to the invention, lead-clad copper plates 0.5 mm thin have been soldered between the double negative electrodes in a (momopolar) lead battery, which are provided with connection tabs at the top. The connection to a lead-clad copper pole with a round cross-section takes place via a pole bridge, also of lead-clad copper which is placed above the electrodes and perpendicular to them. The pole pin of the heat-dissipating bodies is mounted centrally in the lid and provided with a cooling flange of known construction.

I ett föredraget utförande avsett för elektroder enligt den svenska patentansökan 8300141-2 har mellan de positiva elektrodernas halvor och isolerat från aktiva materialet inplacerats plastöverdragna kopparplåtar O,5mm tjocka. (Figur 5). Plåtarna har givets en veckad form som överenstämmer med elektrodhalvornas form och är anslutna till en poltapp med kylfläns som tidigare beskrivits.In a preferred embodiment intended for electrodes according to the Swedish patent application 8300141-2, plastic coated plates 0.5 mm thick have been placed between the halves of the positive electrodes and isolated from the active material. (Figure 5). The plates have been given a pleated shape which corresponds to the shape of the electrode halves and are connected to a pole pin with a heat sink as previously described.

Materialet i de värmeavledande kropparna är företrädesvis av koppar, eftersom värmeavledningen i detta material per volym är t. ex. ca 10 gånger bättre än för bly. För motsvarande kylning skulle således behövas en 5mm tjock blyplåt mellan elektrodhalvorna. Då man önskar speciellt lätta konstruktioner kan det vara fördelaktigare att utforma de värmeavledande 467 602 kropparna i aluminium skyddade av en tunn plast. Aluminium leder värme ca dubbelt så bra som koppar räknat per vikt.The material in the heat dissipating bodies is preferably of copper, since the heat dissipation in this material by volume is e.g. about 10 times better than for lead. For corresponding cooling, a 5 mm thick lead plate would thus be needed between the electrode halves. When particularly light constructions are desired, it may be more advantageous to design the heat-dissipating 467 602 bodies in aluminum protected by a thin plastic. Aluminum conducts heat about twice as well as copper by weight.

Tabell 1. Värmeavledningsförmàgan hos olika metaller vid 298K enligt Handbook of Chemistry and Physics 1978-79 i W/ cm'OK Aluminium 2,37 Tenn 0.56 Bly 0.34 Titan 0.22 Kol, amorft 0.06 Zink 1.16 grafit 0.8-2.2 Litium 0.85 pyrolytisk 0.06* Silver 4.29 grafit 19.6 ** Guld 3.18 Koppar 4.01 Nickel 0.9 Järn 0.8 *)Vinkelrätt mot planen **)Parallellt med planenTable 1. Heat dissipation capacity of different metals at 298K according to Handbook of Chemistry and Physics 1978-79 in W / cm'OK Aluminum 2.37 Tin 0.56 Lead 0.34 Titanium 0.22 Carbon, amorphous 0.06 Zinc 1.16 graphite 0.8-2.2 Lithium 0.85 pyrolytic 0.06 * Silver 4.29 graphite 19.6 ** Gold 3.18 Copper 4.01 Nickel 0.9 Iron 0.8 *) Perpendicular to the plane **) Parallel to the plane

Claims (9)

467 602 PATENTKRAV467 602 PATENT REQUIREMENTS 1. Anordning för kylning eller uppvärmning av en elektrokemisk cell genom värmetransport från cellens inre delar till omgivande yttre utrymme via värmeledande kroppar som har högre värmeledningsförmåga än det för elektrisk ledning avsedda elektrodmaterialet k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna (7) är placerade i en eller flera elektroder och i respektive elektroders symmetriplan (12) utan att nämnvärt påverka strömfördelningen samt att sagda kroppar är förenade till en eller flera poltappar (6) anordnade i cellens väggar eller lock.Device for cooling or heating an electrochemical cell by heat transport from the inner parts of the cell to the surrounding outer space via thermally conductive bodies having a higher thermal conductivity than the electrode conductive electrode material, characterized in that the thermally conductive bodies (7) are located in several electrodes and in the plane of symmetry of the respective electrodes (12) without appreciably affecting the current distribution and that said bodies are connected to one or more pole pins (6) arranged in the walls or lids of the cell. 2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeavledande kropparna består av metallplattor av i huvudsak samma utsträckning i bredd och höjd som elektroderna och placerade i elektrodernas symmetriplan (12) vinkelrätt mot strömriktningen mellan elektroder av motsatt polaritet.Device according to claim 1, characterized in that the heat dissipating bodies consist of metal plates of substantially the same extent in width and height as the electrodes and placed in the plane of symmetry of the electrodes (12) perpendicular to the current direction between electrodes of opposite polarity. 3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna placeras i ena elektrodslagets symmetriplan ansluteas til en poltapp och de värmeavledande kropparna placeras i det andra elektrodslagets symmetriplan anslutes till en annan poltapp.Device according to claim 1, characterized in that the heat-conducting bodies placed in the symmetry plane of one electrode stroke are connected to a pole pin and the heat-dissipating bodies placed in the plane of symmetry of the other electrode stroke are connected to another pole pin. 4. Anordning enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna i kontakt med de positiva elektroderna isoleras elektriskt från dessa genom ett överdrag av plast, färg eller dylikt elektriskt oledande material.4. Device according to claims 1-3, characterized in that the heat-conducting bodies in contact with the positive electrodes are electrically insulated from them by a coating of plastic, paint or such electrically non-conductive material. 5. Anordning enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna vid de negativa elektroderna bringas i nära kontakt med dessa genom pressning, lödning eller liknande metoder. 467 602 105. Device according to claims 1-3, characterized in that the heat-conducting bodies at the negative electrodes are brought into close contact with them by pressing, soldering or similar methods. 467 602 10 6. Anordning enligt krav l-5, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna är placerade i de negativa elektrodernas symmetriplan, i metallisk kontakt med sagda elektroder och att sagda värmeledande kroppar är förenade till en eller flera 5 poltappar(lO) anordnade i cellens väggar eller lock. 'JDevice according to claims 1-5, characterized in that the thermally conductive bodies are located in the plane of symmetry of the negative electrodes, in metallic contact with said electrodes and in that said thermally conductive bodies are connected to one or more pole pins (10) arranged in the walls of the cell. or lid. 'J 7. Anordning enligt krav 1-5, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna (7) är placerade i de positiva och de negativa elektrodernas symmetriplan, vid de positiva elektroderna isolerade från dessa och vid de negativa elektroderna i metallisk kontakt med dessa och att sagda värmeledande kroppar är förende till en eller flera poltappar (6) för vardera elektrodslaget anordnade i cellens väggar eller lock.Device according to claims 1-5, characterized in that the thermally conductive bodies (7) are located in the plane of symmetry of the positive and negative electrodes, at the positive electrodes isolated from them and at the negative electrodes in metallic contact with them and that said heat-conducting bodies are leading to one or more pole pins (6) for each electrode stroke arranged in the walls or lids of the cell. 8. Anordning enligt krav 1-7, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna består av kopparplåtar överdragna med bly och vid de positiva elektroderna skyddade med plastöverdrag.Device according to claims 1-7, characterized in that the heat-conducting bodies consist of copper plates coated with lead and at the positive electrodes protected with plastic coatings. 9. Anordning enligt patentkrav 1-7, k ä n n e t e c k n a d a v att de värmeledande kropparna är anslutna till åtminstone den ena av battericellens positiva eller negativa poler förenade med motsvarande elektroder.Device according to claims 1-7, characterized in that the heat-conducting bodies are connected to at least one of the positive or negative poles of the battery cell connected to corresponding electrodes.
SE8801318A 1988-04-11 1988-04-11 DEVICE FOR COOLING OR HEATING AN ELECTROCHEMICAL CELL SE467602B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8801318A SE467602B (en) 1988-04-11 1988-04-11 DEVICE FOR COOLING OR HEATING AN ELECTROCHEMICAL CELL
EP89904869A EP0403569A1 (en) 1988-04-11 1989-04-11 Means for heat battery management of batteries and lead acid battery with this means
PCT/SE1989/000200 WO1989010011A1 (en) 1988-04-11 1989-04-11 Means for heat battery management of batteries and lead acid battery with this means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8801318A SE467602B (en) 1988-04-11 1988-04-11 DEVICE FOR COOLING OR HEATING AN ELECTROCHEMICAL CELL

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8801318D0 SE8801318D0 (en) 1988-04-11
SE8801318L SE8801318L (en) 1989-10-12
SE467602B true SE467602B (en) 1992-08-10

Family

ID=20371959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8801318A SE467602B (en) 1988-04-11 1988-04-11 DEVICE FOR COOLING OR HEATING AN ELECTROCHEMICAL CELL

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0403569A1 (en)
SE (1) SE467602B (en)
WO (1) WO1989010011A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2248139A (en) * 1990-08-07 1992-03-25 Chloride Silent Power Ltd High temperature battery terminal provided with heat dissipator to prevent damage to cable insulation
SE510853C2 (en) * 1991-07-01 1999-06-28 Volvo Technology Transfer Ab Bipolar battery
EP1879243B1 (en) 1999-07-05 2009-07-29 Panasonic Corporation Battery pack and power tool using the same
KR100648698B1 (en) 2005-03-25 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery module
US20110305932A1 (en) * 2006-01-25 2011-12-15 Tulsee Satish Doshi Heat transfer layered electrodes
US8546009B2 (en) * 2006-01-25 2013-10-01 Tulsee Satish Doshi Method and apparatus for thermal energy transfer
JP5061502B2 (en) * 2006-05-20 2012-10-31 日産自動車株式会社 Battery structure
DE102009010145A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Li-Tec Battery Gmbh Battery with drainage device
KR101071537B1 (en) * 2009-09-17 2011-10-10 주식회사 엘지화학 Battery Module Having Heat Dissipation Member of Novel Structure and Battery Pack Employed with the Same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4600665A (en) * 1984-08-20 1986-07-15 Weather Ready Inc. Storage battery heat maintenance apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
SE8801318L (en) 1989-10-12
SE8801318D0 (en) 1988-04-11
EP0403569A1 (en) 1990-12-27
WO1989010011A1 (en) 1989-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114006103A (en) Immersed liquid cooling battery system
JP2020523748A (en) battery pack
US20130209838A1 (en) Large format battery packaging system
SE467602B (en) DEVICE FOR COOLING OR HEATING AN ELECTROCHEMICAL CELL
EP3533094B1 (en) Interconnection
US20150221998A1 (en) Energy Storage System Preventing Self from Overheating and Method for Preventing Energy Storage System from Overheating
JPH0714616A (en) Storage battery pack
JPH0745310A (en) Battery
Jiang et al. A study of nanoparticle shape in water/alumina/boehmite nanofluid flow in the thermal management of a lithium-ion battery under the presence of phase-change materials
CN218472082U (en) Immersed liquid cooling energy storage battery module
JP6851514B1 (en) Battery module and its cooling plate
JPH1092394A (en) Mono-block battery
JP2010287491A (en) Secondary battery
CN207530083U (en) A kind of lithium ion power battery used for electromobile packet
KR20210023883A (en) Device for dissipating heat from an array of rechargeable electrochemical energy accumulators
CN207069026U (en) A kind of side's shell heat dissipation of lithium battery device
US20100136403A1 (en) Electric facility operating according to galvanic principles
KR20120101026A (en) Electrochemical energy store, and method for thermally stabilizing an electrochemical energy store
CN210668613U (en) Mechanism for quickly radiating battery core
US10218042B2 (en) Heat dissipating device for an electrochemical storage device
CN110544804A (en) Mechanism for rapidly radiating heat of battery cell and processing method thereof
US20230387501A1 (en) Electrically Insulative and Thermally Conductive Parallel Battery Cooling and Temperature Control System
CN219106315U (en) Air-cooled lithium battery pack with good heat dissipation effect
CN211455754U (en) High-density lithium battery
CN220209077U (en) Battery heat abstractor

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8801318-0

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8801318-0

Format of ref document f/p: F