UA59278A - Battery of accumulators with strip electrodes - Google Patents
Battery of accumulators with strip electrodes Download PDFInfo
- Publication number
- UA59278A UA59278A UA20021210439A UA20021210439A UA59278A UA 59278 A UA59278 A UA 59278A UA 20021210439 A UA20021210439 A UA 20021210439A UA 20021210439 A UA20021210439 A UA 20021210439A UA 59278 A UA59278 A UA 59278A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- battery
- electrodes
- electrode
- accumulators
- roll
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 24
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 235000009917 Crataegus X brevipes Nutrition 0.000 description 2
- 235000013204 Crataegus X haemacarpa Nutrition 0.000 description 2
- 235000009685 Crataegus X maligna Nutrition 0.000 description 2
- 235000009444 Crataegus X rubrocarnea Nutrition 0.000 description 2
- 235000009486 Crataegus bullatus Nutrition 0.000 description 2
- 235000017181 Crataegus chrysocarpa Nutrition 0.000 description 2
- 235000009682 Crataegus limnophila Nutrition 0.000 description 2
- 235000004423 Crataegus monogyna Nutrition 0.000 description 2
- 240000000171 Crataegus monogyna Species 0.000 description 2
- 235000002313 Crataegus paludosa Nutrition 0.000 description 2
- 235000009840 Crataegus x incaedua Nutrition 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 244000292604 Salvia columbariae Species 0.000 description 1
- 235000012377 Salvia columbariae var. columbariae Nutrition 0.000 description 1
- 235000001498 Salvia hispanica Nutrition 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000014167 chia Nutrition 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до електротехніки, до тієї її частини, що стосується виробництва хімічних джерел 2 струму, зокрема, стартерньх акумуляторних батарей для важких режимів роботи.The invention relates to electrical engineering, to that part of it that relates to the production of chemical sources of 2 current, in particular, starter accumulator batteries for heavy duty modes.
Розвиток сучасної та спеціальної техніки створило необхідність збільшення енергоємності і миттєвої розрядної потужності акумуляторів. Вдалим та перспективним рішенням цієї проблеми вважається розробка акумуляторів рулонного типу з тонкими електродами. У таких акумуляторів електроди згорнуті в спіраль, що дозволяє зберігати стійкість до вібронавантажень при істотно меншій товщині електродів і, природньо, при 70 набагато більшій площі їхньої поверхні. Однак, практика експлуатації таких акумуляторів на транспортних засобах виявила проблему раціонального використання об'єму відсіку енергоблоку. Відсік розрахований на заповнення прямокутними акумуляторами. Монтаж акумуляторів рулонного типу пов'язаний з технологією укладання, не здатної заповнити активною речовиною весь об'єм. Принципово важливе значення у таких випадках одержує величина коефіцієнта (К) заповнення об'єму блоком електродів. Він визначається як 72 відношення сумарного об'єму, займаного електродними блоками батареї, до повного об'єму енергоблоку транспортного засобу чи спеціальної техніки. На даний момент використовується рулонне виконання, що надає акумуляторам циліндричної форми, яка вписується в прямокутні ячейки тільки з помітними об'ємними втратами.The development of modern and special equipment created the need to increase the energy capacity and instantaneous discharge capacity of batteries. The development of roll-type batteries with thin electrodes is considered a successful and promising solution to this problem. In such accumulators, the electrodes are coiled into a spiral, which allows maintaining resistance to vibration loads with a significantly smaller thickness of the electrodes and, naturally, with a much larger surface area. However, the practice of operating such batteries on vehicles revealed the problem of rational use of the volume of the power unit compartment. The compartment is designed to be filled with rectangular batteries. The installation of roll-type accumulators is connected with the stacking technology, which is not able to fill the entire volume with an active substance. In such cases, the size of the coefficient (K) of filling the volume with the block of electrodes is of fundamental importance. It is defined as the 72 ratio of the total volume occupied by the electrode blocks of the battery to the total volume of the power unit of the vehicle or special equipment. At the moment, the roll version is used, which gives the batteries a cylindrical shape that fits into the rectangular cells only with noticeable volumetric losses.
У робочому об'ємі при цьому з'являються зони, не заповнені активним матеріалом, які неможливо використати.At the same time, zones appear in the working volume that are not filled with active material and cannot be used.
Це центральна та чотири кутових зони. Виникнення кутових зон є наслідком операції вписування циліндра в паралелепіпед; центральна зона має діаметр, пов'язаний з мінімально припустимою кривизною згортки електродного композита. Як показують розрахунки, максимальне значення коефіцієнта К лежить у межах 0,75-0,78. Таким чином, не менше ніж 2095 об'єму енергоблоку є пасивними.These are the central and four corner zones. The appearance of corner zones is a consequence of the operation of fitting a cylinder into a parallelepiped; the central zone has a diameter related to the minimum allowable curvature of the electrode composite roll. As the calculations show, the maximum value of the coefficient K lies within 0.75-0.78. Thus, no less than 2095 of the volume of the power unit is passive.
Необхідно збільшити ступінь заповнення об'єму корпусу батареї електродними блоками, тобто - наблизити їхню форму до раціональної, що заповнює відпущений об'єм без зазорів (у формі куба, паралелепіпеда і т.1і.).It is necessary to increase the degree of filling of the volume of the battery case with electrode blocks, that is, to bring their shape closer to a rational one that fills the released volume without gaps (in the form of a cube, parallelepiped, etc.).
Авторам не відомі технічні рішення, у яких би прямо вирішувалася задача зменшення об'єму пасивних зон. «The authors are not aware of technical solutions that would directly solve the problem of reducing the volume of passive zones. "
Технічним рішенням, обраним як прототип, є свинцева батарея з рулонними акумуляторами, розроблена фірмою Оріїта Вайегіевз Іпс. (США). (МУсипа аз ітргоме рацЦегу замеїі, ацгарійу/ Митау С.). / Оев. Мем/в -1991. - 47, Мо21. - с. 109-110.). Батарея містить корпус з ячейками, в яких розміщені акумулятори зі спіральне намотаними позитивними та негативними електродами, розділеними сепараторним матеріалом зі со зв'язаним електролітом, і з'єднані між собою системою комутації: вушка обох полярностей кожного блоку - виведені на торець зборки і з'єднані полюсними містками, що зв'язані міжелементними з'єднаннями.The technical solution chosen as a prototype is a lead-acid battery with roll batteries developed by Oriita Vaiegievs Ips. (USA). (MUsypa az itrgome racTsegu zameii, atsgariyu/ Mitau S.). / Oev. Mem/in -1991. - 47, Mo21. - with. 109-110.). The battery contains a case with cells in which batteries with spirally wound positive and negative electrodes are placed, separated by a separator material with a bound electrolyte, and connected to each other by a switching system: the lugs of both polarities of each block are brought out to the end of the assembly and from connected by pole bridges connected by interelement connections.
Спосіб виготовлення батареї залежить від технології укладки електродних блоків. Електродні блоки с акумуляторів виготовляють шляхом спіральної згортки композита, що складається з електродних пластин і Ф сепараторного матеріалу, готові електродні блоки піддають термогідростатуванню в камерах дозрівання, потімThe method of manufacturing the battery depends on the technology of laying the electrode blocks. Electrode blocks from batteries are made by spirally rolling a composite consisting of electrode plates and Ф separator material, the finished electrode blocks are subjected to thermal hydrostating in ripening chambers, then
Зо встановлюють блоки в ячейки корпуса-з наступною приваркою системи комутації і піддають зібрану батарею о електрохімічному формуванню.The blocks are installed in the cells of the housing with subsequent welding of the switching system and the assembled battery is subjected to electrochemical formation.
Достоїнством батареї є помітне збільшення розрядного струму, досягнуте за рахунок збільшення площі електродів. Цей ефект отриманий шляхом зменшення товщини електродів. Крім того, такій батареї притаманні « знижене газовиділення, підвищена безпека експлуатації, стійкість до вібронавантажень та збільшений термін З 50 служби. с Конструкція описаної батареї має серйозний недолік. Спіральне згорнуті стрічки електродного композитаThe advantage of the battery is a noticeable increase in the discharge current, achieved due to an increase in the area of the electrodes. This effect is obtained by reducing the thickness of the electrodes. In addition, such a battery is characterized by "reduced gas release, increased operational safety, resistance to vibration loads, and an increased service life of 50. c The design of the described battery has a serious drawback. Spirally rolled strips of electrode composite
Із» дають рулони циліндричної форми. Для їхньої зборки в батарею з загальною комутацією в корпусі передбачені циліндричні ячейки. Природньо, що при такому способі укладанні між ячейками, а також між ячейками та стінками енергоблоку утвориться велика кількість пасивних зон. Таким чином, основним недоліком прототипу можна вважати нераціональне використання об'єму, займаного батареєю. і-й В основу винаходу покладена задача збільшення питомої енергоємності і миттєвої розрядної потужності (се) акумуляторної батареї за рахунок збільшення коефіцієнта заповнення об'єму енергоблоку рулонними електродними блоками шляхом зміни форми блоків та ущільнення укладання композита. ді Поставлена задача вирішується тим, що у батареї рулонних акумуляторів, що містить корпус з ячейками, у -І 20 яких розміщені акумулятори зі спіральне намотаними позитивними та негативними електродами, розділеними сепараторним матеріалом зі зв'язаним електролітом, і з'єднані між собою системою комутації, відповідно з со винаходом, електродний блок кожного акумулятора виконаний у формі паралелепіпеда з округленими вертикальними ребрами, причому радіус скруглення електродів і сепараторного матеріалу поблизу цих ребер зберігається постійним для всіх шарів намотування. 29 Збільшення коефіцієнта (К) заповнення об'єму в технічному рішенні, що заявляється, досягнуто за рахунок в. зміни форми рулону, надання йому раціональної конфігурації, при якій об'єм пасивних зон зводиться до мінімуму. У робочому об'ємі батареї-прототипу мається п'ять пасивних зон: центральна зона циліндричної форми, зв'язана з мінімально припустимою кривизною згину електродного композита (радіус кривизни г діп порядку 5 мм) і чотири кутових зони, що виникли внаслідок операції розміщення циліндричного блоку в 60 прямокутній ячейці. Як уже вказувалося, коефіцієнт К в цьому випадку дорівнює 0,75-0,78, не більше. У батареї рулонних акумуляторів, що заявляється, як показують розрахунки, за рахунок зміни форми електродного блоку досягається збільшення коефіцієнта К до 0,83-0,95, що залежить від розмірів ячейки, величини мінімально припустимої кривизни згину, товщини композита та кількості витків в електродному блоці. Цей результат отриманий завдяки істотному зменшенню об'єму чотирьох кутових пасивних зон, що тепер заповнені бо композитом. Фактично у рішенні, що заявляється, ми впритул наблизилися до ідеальної форми рулонного електродного блоку за критерієм величини К, тобто - до паралелепіпеда. Наявність такого параметра, як мінімальний припустимий радіус скруглення композита, при якому композит ще зберігає свої механічні й електрохімічні властивості задає форму електродного блоку у виді паралелепіпеда з округленими Вертикальними ребрами. Найважливішою особливістю електродного блоку є те, що для всіх шарів намотування радіус скруглення електродів і сепараторного матеріалу зберігається постійним. Округлені кути створюють малі області нещільного дотику сусідніх шарів композита, що тим менше, чим менше глій та тонкіший композит.From" give rolls of cylindrical shape. Cylindrical cells are provided in the housing for their assembly in a battery with common switching. Naturally, with this method of laying between the cells, as well as between the cells and the walls of the power unit, a large number of passive zones will be formed. Thus, the main disadvantage of the prototype can be considered irrational use of the volume occupied by the battery. i-th The invention is based on the task of increasing the specific energy capacity and instantaneous discharge capacity (se) of the battery by increasing the filling factor of the volume of the energy unit with roll electrode blocks by changing the shape of the blocks and compacting the stacking of the composite. The problem is solved by the fact that the battery of roll-type batteries, which contains a case with cells, in which batteries with spirally wound positive and negative electrodes, separated by a separator material with a bound electrolyte, and connected to each other by a switching system, are placed , according to the invention, the electrode block of each battery is made in the form of a parallelepiped with rounded vertical edges, and the radius of rounding of the electrodes and separator material near these edges remains constant for all winding layers. 29 The increase in the coefficient (K) of filling the volume in the proposed technical solution was achieved due to changing the shape of the roll, giving it a rational configuration, in which the volume of passive zones is reduced to a minimum. The working volume of the prototype battery has five passive zones: the central zone of a cylindrical shape, associated with the minimum allowable bending curvature of the electrode composite (radius of curvature g dip of the order of 5 mm) and four corner zones that arose as a result of the operation of placing the cylindrical block in 60 rectangular cells. As already indicated, the coefficient K in this case is equal to 0.75-0.78, no more. In the claimed battery of roll batteries, as shown by the calculations, due to the change in the shape of the electrode block, an increase in the coefficient K to 0.83-0.95 is achieved, which depends on the size of the cell, the value of the minimum allowable curvature of the bend, the thickness of the composite and the number of turns in the electrode blocks This result was obtained due to a significant reduction in the volume of the four corner passive zones, which are now filled with composite. In fact, in the proposed solution, we came very close to the ideal shape of the rolled electrode block according to the criterion of the value of K, that is, to a parallelepiped. The presence of such a parameter as the minimum allowable radius of rounding of the composite, at which the composite still retains its mechanical and electrochemical properties, determines the shape of the electrode block in the form of a parallelepiped with rounded vertical edges. The most important feature of the electrode block is that the radius of rounding of the electrodes and separator material remains constant for all winding layers. Rounded corners create small areas of loose contact between adjacent layers of the composite, which is less the smaller the slime and the thinner the composite.
Однак, завдяки пластичності сепараторного матеріалу зі зв'язаним електролітом, що легко розправляється під час відсутності стиску і заповнює собою порожнечі, електрохімічний контакт у цих областях не порушується. 7/0 Більш того, поблизу округлених кутів виникають взаємно протидіючі ефекти, що сприяють збереженню загальної рівноваги в електрохімічній системі. З одного боку, сильне скруглення до мінімально припустимої кривизни згину створює в цій області позитивного струмовідводу деякий надлишок дефектів, що прискорюють його корозію; з іншого боку, недільний дотик електродів призводить до зменшення середньої густини струму і гальмуванню корозії.However, due to the plasticity of the separator material with the bound electrolyte, which easily expands in the absence of compression and fills the voids, the electrochemical contact in these areas is not disturbed. 7/0 Moreover, in the vicinity of rounded corners, there are mutually opposing effects that contribute to the preservation of the overall balance in the electrochemical system. On the one hand, strong rounding to the minimum allowable curvature of the bend creates in this region of the positive current drain some excess defects that accelerate its corrosion; on the other hand, Sunday contact of the electrodes leads to a decrease in the average current density and inhibition of corrosion.
Центральна пасивна зона акумулятора, що залишилася, може бути використана як канал для циркуляції холодоагенту чи теплоносія. Системи охолодження чи підігріву є складовою частиною акумуляторних батарей, призначених для важких режимів роботи.The remaining central passive zone of the battery can be used as a channel for the circulation of the refrigerant or coolant. Cooling or heating systems are an integral part of batteries designed for heavy duty operation.
Система комутації батареї, що заявляється, має таку структуру: вушка обох полярностей кожного електродного блоку виведені на торець зборки і з'єднані полюсними містками, що зв'язані міхелементними З'єднаннями. Можливі два основних варіанти конструктивного виконання акумуляторної батареї, що заявляється: електродні блоки та їх вушка розташовані вертикально, чи електродні блоки та їх вушка розташовані горизонтально. Відповідно, межелементні з'єднання системи комутації розташовані у верхній площині корпуса батареї, чи межелементні з'єднання розташовані в одній з бічних площин батареї.The proposed battery switching system has the following structure: the lugs of both polarities of each electrode block are brought to the end of the assembly and connected by pole bridges connected by multi-element connections. There are two main options for the design of the claimed storage battery: the electrode blocks and their lugs are located vertically, or the electrode blocks and their lugs are located horizontally. Accordingly, the inter-element connections of the switching system are located in the upper plane of the battery case, or the inter-element connections are located in one of the side planes of the battery.
За наявними в авторів відомостями запропоновані істотні ознаки, що характеризують сутність винаходу, не відомі в даному розділі техніки.According to the information available to the authors, the proposed essential features characterizing the essence of the invention are not known in this section of technology.
Запропоноване технічне рішення може бути використане на підприємствах з виробництва акумуляторних « батарей, зокрема - свинцево-кислотних типів, у тому числі 24-х, 36-ти та 42-х вольтових. Особливе значення це може мати у випадку виробництва акумуляторів з великим розрядним струмом для важких режимів роботи (для запуску двигунів і живлення електроустаткування спеціальних машин, що відносяться до груп 1.10-1.11 категорії со зо А ГОСТ В 20.39.304).The proposed technical solution can be used at enterprises for the production of rechargeable batteries, in particular - lead-acid types, including 24-volt, 36-volt and 42-volt. This can be of particular importance in the case of the production of batteries with a large discharge current for heavy-duty operation (for starting engines and powering electrical equipment of special machines, belonging to groups 1.10-1.11 of category А of GOST B 20.39.304).
На фіг. 1 наведений поперечний переріз електродного блоку, розміщеного в ячейці корпуса батареї. На фіг. - 2,3 наведений приклад схеми з'єднання 12-ти рулонних акумуляторів у батарею із системою комутації, с розташованою в бічній площині батареї. Фіг.2 - вигляд зверху, Фіг.3 - вигляд збоку. На фіг. 4,5 наведений приклад схеми з'єднання 12-ти рулонних акумуляторів у батарею із системою комутації, розташованою у верхній ме) площині батареї (Фіг.2,4 - вигляд зверху, Фіг.5 - вигляд збоку). юIn fig. 1 shows a cross-section of the electrode block placed in the cell of the battery case. In fig. - 2.3 shows an example of the connection scheme of 12 roll batteries in a battery with a switching system located in the side plane of the battery. Fig. 2 - top view, Fig. 3 - side view. In fig. 4,5 shows an example of the connection scheme of 12 roll batteries in a battery with a switching system located in the upper me) plane of the battery (Fig. 2, 4 - top view, Fig. 5 - side view). yu
Рулон 1 покладений на каркас 2, що має канал З для циркуляції холодоагенту або теплоносія, і встановлений в ячейку 4 корпусу батареї. Штрихуванням позначені малі кутові області 5 нещільного дотику сусідніх шарів композита. Каркас 2 має розміри, обумовлені мінімальним радіусом скруглення г лій композита, а також пов'язані з габаритами ячейки. Ширина каркаса дорівнює 2гліп, не менше (порядку 10 мм); висота (не показана) « дорівнює висоті ячейки. Довжина каркаса (довга вісь) розраховується, виходячи з умови, що в проміжку між з с короткою гранню каркаса та відповідною стінкою ячейки повинно поміститися стільки ж шарів композита, скількиThe roll 1 is placed on the frame 2, which has channel C for the circulation of the refrigerant or coolant, and is installed in cell 4 of the battery case. Small corner areas 5 of loose contact between adjacent layers of the composite are indicated by hatching. Frame 2 has dimensions determined by the minimum radius of rounding of the composite glass, as well as related to the dimensions of the cell. The width of the frame is equal to 2 glip, not less (about 10 mm); height (not shown) " is equal to the height of the cell. The length of the frame (long axis) is calculated based on the condition that the space between the short face of the frame and the corresponding wall of the cell should fit as many layers of composite as
Й між довгою гранню каркаса та відповідною стінкою ячейки. В окремому випадку, коли акумуляторні ячейки не и?» витягнуті (квадратного перерізу), то каркас являє собою циліндр із мінімально припустимим радіусом кривизни.And between the long face of the frame and the corresponding cell wall. In a separate case, when the battery cells are not elongated (square cross-section), then the frame is a cylinder with the minimum allowable radius of curvature.
Акумулятори за допомогою міжелементних скіб 6 системи комутації поєднані в батарею 7.Accumulators are connected to the battery 7 by means of inter-element skibs 6 of the switching system.
Зробимо оцінку величини коефіцієнта К заповнення об'єму блоком електродів. Розглядаючи переріз (фіг.1) с акумулятора площиною, перпендикулярною до осі рулону, одержимо вираз для К:Let's make an estimate of the coefficient K of filling the volume with a block of electrodes. Considering the section (Fig. 1) of the battery in a plane perpendicular to the axis of the roll, we obtain the expression for K:
К-(8-8п3)8, (1) і, де 5 - загальна площа перерізу ячейки; ко Зпз - ПЛОЩа перерізу пасивних зон.K-(8-8p3)8, (1) and, where 5 is the total cross-sectional area of the cell; ko Zpz - cross-sectional area of passive zones.
Для батареї-прототипу величина К обчислюється досить просто. Для цього досить прийняти до уваги такіFor a prototype battery, the value of K is calculated quite simply. For this, it is enough to take into account the following
Ш- рівняння: со Зпз З З Зюут 85, Ву еліт. Яку З (82 - (аг 2И), де 5 - площа перерізу центральної пасивної зони;Sh- equation: so Zpz Z Z Zyuut 85, Wu elite. Yaku Z (82 - (ag 2Y), where 5 is the cross-sectional area of the central passive zone;
Зкут - загальна площа перерізу чотирьох кутових пасивних зон; а, 5 - довга та коротка осі (грані) акумуляторної ячейки. в. Підставляючи (2) у (1) для батареї-прототипу одержимо:Angle - the total cross-sectional area of four angular passive zones; a, 5 - long and short axes (faces) of the battery cell. in. Substituting (2) into (1) for the prototype battery, we get:
Каел/й-літп а. - 075-078, (З у залежності від розмірів акумуляторної ячейки (у даному випадку глід - 5 мм, а - 50-130 мм). во Вираз для величини К батареї, що заявляється, дещо складніше. Візьмемо до уваги такі рівняння:Kael/y-litp a. - 075-078, (Z depending on the size of the battery cell (in this case, hawthorn - 5 mm, and - 50-130 mm). in The expression for the declared value K of the battery is somewhat more complicated. Let's take into account the following equations:
Зпз З Зц Зм, бу - сліди ли (Я НВ), 0Зпз З Зц Зм, бу - follow whether (Я НВ), 0
Ви -(4- лій АСОМ ла А Я Вот - лій фен - (4 лу ОМ- ТАК Я оті З Я ттін З, 65 де зу - площа перерізу центральної пасивної зони; 8м - загальна площа перерізу малих областей нещільного дотику, розрахована як сума припущених порожнин між шарами округленого нестиснутого композита;You -(4- lii ASOM la A I Vot - lii fen - (4 lu OM- TAK I oti Z I ttin Z, 65 de zu - cross-sectional area of the central passive zone; 8m - total cross-sectional area of small areas of loose contact, calculated as the sum of the assumed cavities between the layers of the rounded uncompressed composite;
М - кількість витків композита; а - товщина шару композита.M - the number of turns of the composite; and - the thickness of the composite layer.
Підставляючи (4) у (1) і з врахуванням того, що Ма - Б/2 - г піп, а також того, що величини глід і а значно менші за розміри ячейки а і Б, для батареї, що заявляється, одержимо:Substituting (4) into (1) and taking into account the fact that Ma - B/2 - g pip, as well as the fact that the values of hawthorn and a are much smaller than the cell sizes a and B, for the claimed battery, we obtain:
Ко е1 -(2етіпіа -ВІ(4 - лв(й оті )221гав ОВ 085, (5) у залежності від розмірів акумуляторної ячейки (у даному випадку г лід- 2 мм, 4 - 5 мм, а - 130 мм, 5 - 50-130 мм). 70 У граничному випадку, при гтліп; 5-30 (чиа, б- о ), величина К приймає максимальне значения Куах.Ko e1 -(2etipia -VI(4 - lv(i oti )221gav OV 085, (5) depending on the size of the battery cell (in this case, g led - 2 mm, 4 - 5 mm, a - 130 mm, 5 - 50-130 mm.) 70 In the extreme case, when gtlip: 5-30 (chia, b-o), the value of K takes the maximum value Kuach.
Для батареї-прототипу:For the prototype battery:
Ктає с л/4 0785 (8)Ktaye with l/4 0785 (8)
Для батареї, що заявляється, коефіцієнт заповнення об'єму блоком електродів досягає теоретичного максимуму, тобто - одиниці:For the claimed battery, the filling factor of the volume with the block of electrodes reaches the theoretical maximum, i.e. - unity:
Крлах--1. (7)Krlach--1. (7)
Таким чином, геометричні розрахунки переконливо демонструють корисний ефект збільшення коефіцієнта К в батареї, що заявляється.Thus, geometric calculations convincingly demonstrate the beneficial effect of increasing the coefficient of K in the claimed battery.
Технологія виготовлення електродного блоку патентуемой конструкції складається з декількох основних операцій. Попередні операції - це виготовлення, намазка та пошарове укладання стрічок композита (дві го електродних стрічки: позитивна та негативна, і дві сепараторних стрічки: одна - між електродними стрічками, друга - з іншого боку негативної електродної стрічки) і виготовлення каркаса з кислотостійкого діелектрика.The manufacturing technology of the electrode block of the patented design consists of several basic operations. The preliminary operations are the manufacture, spreading and layer-by-layer stacking of composite tapes (two electrode tapes: positive and negative, and two separator tapes: one between the electrode tapes, the second on the other side of the negative electrode tape) and the manufacture of a frame made of acid-resistant dielectric.
Потім проводять намотування електродного композиту (позитивною електродною стрічкою усередину) на каркас з періодичним вигином композита для завдання постійного радіуса скруглення поблизу вертикальних ребер блоку, а також механічне формування отриманої зборки шляхом періодичного здавлювання рулону по бічних об гранях. Сила стиску підбирається такою, щоб усадка габаритів рулону йшла рівномірно і поступово. Для досягнення щільного укладання варто застосовувати сепараторний матеріал з оптимально підібраним « показником пружності. Тоді він надійно компенсує всі деформації. Готові зборки електродних блоків піддають термогідростатуванню в камерах дозрівання для протікання необхідних хімічних та фазових перетворень, а потім встановлюють блоки в ячейки корпуса. Між рулоном і стінками ячейки встановлюється не точкове со зо торкання, а площинний дотик майже по всій поверхні. Потім здійснюють приварку системи комутації й електрохімічне формування акумуляторної батареї. -Then the electrode composite is wound (with the positive electrode tape inside) on the frame with periodic bending of the composite to set a constant radius of rounding near the vertical edges of the block, as well as mechanical shaping of the resulting assembly by periodically squeezing the roll along the side edges. The force of compression is selected so that the shrinkage of the dimensions of the roll is uniform and gradual. To achieve dense laying, it is worth using a separator material with an optimally selected elasticity index. Then it reliably compensates for all deformations. Ready-made assemblies of electrode blocks are subjected to thermal hydrostating in ripening chambers for the necessary chemical and phase transformations to occur, and then the blocks are installed in the housing cells. Between the roll and the walls of the cell, not a point contact is established, but a plane contact almost over the entire surface. Then the switching system is welded and the battery is electrochemically formed. -
Основною якістю рулонних електродних блоків, що являє корінну відмінність від пластинчастих блоків, є с їхня безперервність. Рулон - це практично одна довга електродна пара (позитивна та негативна пластини, складені в багатошаровий сендвіч), вібростійка, без фізичних меж між областями струмознімання, що ме) обслуговуються послідовним ланцюжком регулярно розміщених вушків. Використання цільної сепараторної ю стрічки зі зв'язаним електролітом дозволяє дотримати умову безперервності електролітного шару, що поєднує в електрохімічному відношенні всі активні поверхні рулону. Сепараторний матеріал електродних блоків має задану пористість. У процесі експлуатації батареї це забезпечує прохід через сепаратор бульбашок кисню, що виділяються при заряді, та їхню рекомбінацію на негативному електроді. «The main quality of roll electrode blocks, which is fundamentally different from plate blocks, is their continuity. The roll is practically one long electrode pair (positive and negative plates folded into a multilayer sandwich), vibration-resistant, without physical boundaries between the areas of current collection, which are served by a sequential chain of regularly placed lugs. The use of a single separator tape with a bound electrolyte allows you to maintain the condition of continuity of the electrolyte layer, which combines electrochemically all active surfaces of the roll. The separator material of the electrode blocks has a given porosity. During the operation of the battery, this ensures the passage of oxygen bubbles released during charging through the separator and their recombination on the negative electrode. "
Описане конструктивне рішення дає можливість із задовільною повнотою вирішити поставлену задачу. в с По-перше, зберігаються всі переваги батареї-прототипу: знижене газовиділення, необслуговуваність, підвищенаThe described constructive solution makes it possible to satisfactorily solve the task. First of all, all the advantages of the prototype battery are preserved: reduced gas emission, lack of maintenance, increased
Й безпека експлуатації, стійкість до вібронавантажень, збільшений термін служби. По-друге, збільшується довжина и?» електродного композита та кількість активної маси, що уміщається в ячейках, тобто збільшується коефіцієнт заповнення ячеек блоками електродів, і в результаті - збільшується питома енергоємність акумуляторної батареї. Перевага батареї з модифікованими електродними блоками за енергетичним критерієм вигідно с відрізняє патентуемое рішення від аналогічних.And operational safety, resistance to vibration loads, increased service life. Secondly, the length of y increases? of the electrode composite and the amount of active mass placed in the cells, that is, the filling factor of the cells with electrode blocks increases, and as a result, the specific energy capacity of the battery increases. The advantage of a battery with modified electrode blocks according to the energy criterion favorably distinguishes the patented solution from similar ones.
Лабораторні іспити показали, що акумулятори конструкції, що заявляється, по основних технічних і, параметрах не поступаються відомим акумуляторам рулонного типу, зате перевершують їх по питомій ко енергоємності.Laboratory tests showed that batteries of the proposed design are not inferior to known roll-type batteries in terms of basic technical parameters, but surpass them in terms of specific energy capacity.
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20021210439A UA59278A (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Battery of accumulators with strip electrodes |
| RU2003129683/09A RU2003129683A (en) | 2002-12-23 | 2003-10-06 | BATTERY OF ROLL BATTERIES |
| RU2003129683/22U RU46608U1 (en) | 2002-12-23 | 2003-10-06 | BATTERY OF ROLL BATTERIES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20021210439A UA59278A (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Battery of accumulators with strip electrodes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA59278A true UA59278A (en) | 2003-08-15 |
Family
ID=35611247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20021210439A UA59278A (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Battery of accumulators with strip electrodes |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (2) | RU46608U1 (en) |
| UA (1) | UA59278A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU168129U1 (en) * | 2016-05-06 | 2017-01-18 | Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Микроприборов Им. Г.Я. Гуськова" | GALVANIC ELEMENT FOR ENDOSCOPIC CAPSULE |
| RU2731258C1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-08-31 | Павел Владимирович Елфимов | Energy-saving device module for generation of electric energy, manufacturing method thereof and energy-saving device |
-
2002
- 2002-12-23 UA UA20021210439A patent/UA59278A/en unknown
-
2003
- 2003-10-06 RU RU2003129683/22U patent/RU46608U1/en not_active IP Right Cessation
- 2003-10-06 RU RU2003129683/09A patent/RU2003129683A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU46608U1 (en) | 2005-07-10 |
| RU2003129683A (en) | 2005-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4964878A (en) | Lead-acid rechargeable storage battery | |
| KR101336308B1 (en) | Electrode assembly, battery cell and device comprising the same | |
| US4975344A (en) | Electrochemical cell | |
| US8574736B2 (en) | Hybrid-typed electrode assembly of capacitor-battery structure | |
| KR102094662B1 (en) | Three dimensional co-extruded battery electrodes | |
| US20130017425A1 (en) | Storage Battery Cell, Assembled Battery, Assembled Battery Setup Method, Electrode Group, and Production Method of Electrode Group | |
| WO2007080456A2 (en) | Electrochemical cell for hybrid electric vehicle applications | |
| JP2019516222A (en) | Pressurized lithium metal polymer battery | |
| EP0797849A1 (en) | Lead battery | |
| KR100912788B1 (en) | Electrode Assembly of High Pulse Discharging Property | |
| CN103718366A (en) | Secondary battery | |
| US6117583A (en) | Lead battery | |
| JP2018537837A (en) | Battery having variable electrochemical cell configuration | |
| CN104518201A (en) | Lead storage battery | |
| JPWO2019087684A1 (en) | Lead-acid battery for idling stop | |
| UA59278A (en) | Battery of accumulators with strip electrodes | |
| JPH11121025A (en) | Secondary battery | |
| US20130183559A1 (en) | Lead-acid battery design having versatile form factor | |
| KR20010040849A (en) | Prismatic electrochemical cell | |
| US20160329594A1 (en) | Solid state battery | |
| JP2004281220A (en) | Nickel-hydrogen storage battery | |
| WO2021065420A1 (en) | Battery pack | |
| GB2225667A (en) | High temperature cell | |
| EP2803097A1 (en) | Lead-acid battery design having versatile form factor | |
| WO2019087668A1 (en) | Separator slurry, secondary battery electrode and method for manufacturing same, and secondary battery |