ИСТОЧНИК ТОКА СИСТЕМЫ ДИОКСИД МАРГАНЦА-ЛИТИЙ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к первичным химическим источникам тока (ХИТ) электрохимической системы диоксид марганца-литий, и может быть использована для питания постоянным током приборов различного назначения.
Элемент допускает параллельное и последовательное соединения, благодаря чему используется и для сборки батарей.
Известна батарея того же назначения по патенту РФ на полезную модель №176684, опубл. 25.01.2018 года, в которой каждый единичный элемент содержит анод, катод и электролит.
В качестве анода использована лента из металлического лития, катод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенным при помощи фторопластовых добавок диоксидом марганца, электролитом служит раствор перхлората лития в смеси пропиленкарбоната с диметоксиэтаном.
Недостатком указанного элемента является риск появления механических повреждений литиевой ленты анода в процессе сборки элемента, а также риск снижения емкости в связи с растворением материала анода в процессе работы вблизи токовывода и, как следствие, появление обрыва.
Дефект такого рода возникает, как правило, при разряде элемента высокими токами (более 2000 мА).
Кроме того, использование металлического лития в качестве материала анода приводит к снижению емкости вследствие активного образования пассивирующей оксидной пленки на поверхности отрицательного электрода по причине высокой химической активности чистого лития.
Особенно часто такой эффект наблюдается при разряде элементов токами малых значений.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является известный ХИТ системы диоксид марганца-литий по патенту РФ на изобретение №2293401, опубл. 20.10.2005 года, который содержит герметичный корпус с установленными в нем положительным и отрицательным электродами, разделенными сепаратором, и электролит, заполняющий межэлектродное пространство.
На поверхность положительного электрода, обращенную к отрицательному электроду, нанесен термочувствительный элемент в виде слоя инертного легкоплавкого вещества толщиной не менее 0,13 мм.
Недостатком этого решения являются повышение внутреннего сопротивления элемента и как следствие снижение энергоемкости, малые токи разряда и ограниченная работоспособность при отрицательных температурах.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение энергоемкости ХИТ и величины разрядного тока за счет обеспечения постоянного и равномерного токосъема со всей площади отрицательного электрода и снижения объема образования пассивирующей пленки на поверхности анода.
Для достижения заявленного технического результата в источнике тока системы диоксид марганца-литий, содержащем герметичный корпус с размещенными в нем разделенными сепаратором анодом из литийсодержащего сплава и катодом на основе алюминия с диоксидом марганца, внесены конструктивные изменения. На поверхности анода, обращенной к катоду, нанесена, как минимум, одна накатанная по всей длине анода медная полоска.
Возможно нанесение на поверхности анода, обращенной к катоду, по всей длине двух накатанных параллельно медных полос с шириной не менее 3,0 мм.
При этом катод представляет собой ленту из алюминиевой сетки с нанесенным на нее при помощи инертного клея диоксидом марганца. Анод выполнен в виде ленты из литий-алюминиевого сплава.
Введение в конструкцию ХИТ дополнительной полоски меди, накатанной на поверхность анода, позволяет повысить защиту электрода от механических повреждений, а также обеспечивает равномерность токосъема со всей площади электрода, что способствует повышению энергоемкости, и позволяет увеличить величину разрядного тока элемента.
Изготовление анода из литий-алюминиевого сплава снижает риск пассивации элемента при разряде малыми токами, что также способствует повышению равномерности токосъема и повышению энергоемкости элемента. Изготовление катода из алюминиевой сетки способствует повышению адгезии активных материалов, что в свою очередь снижает риск отслаивания массы положительного электрода в процессе разряда и снижения емкости элемента.
Полезная модель поясняется фигурами, где показаны:
- Фиг. 1 - общий вид конструкции предложенного источника тока в разрезе;
- Фиг. 2 - вариант конструкции фиг. 1.
Источник тока системы диоксид марганца-литий выполнен в герметичном стальном корпусе. В корпусе размещены: анод 1 в виде ленты из литий-алюминиевого сплава; катод 2, представляющий собой ленту из алюминиевой сетки с нанесенным на ее поверхность при помощи инертного клея диоксидом марганца. Анод 1 и катод 2 разделены сепаратором 3, пропитанным электролитом. Электролитом служит раствор перхлората лития в смеси пропиленкарбоната с диметоксиэтаном.
На поверхности анода 1 (фиг. 1), обращенной к катоду, выполнена накатанная по всей длине анода медная полоска 5. На той же стороне размещен токовывод 4, находящийся в непосредственном контакте с полоской 5.
На фиг. 2 показаны две накатанные по всей длине анода параллельные медные полоски 5, равноудаленные друг от друга и от краев электрода.
Медные полоски выполнены с шириной не менее 3,0 мм.
Введение в конструкцию ХИТ накатанных на поверхность анода медных полосок позволяет обеспечить постоянный и равномерный токосъем со всей его площади в процессе разряда элемента, сохраняя контакт между токовыводом и анодом при растворении лития, а также способствует повышению механической прочности поверхности литий-алюминиевой ленты и защищает ее при сборке элемента. Использование в качестве материала анода ленты из литий-алюминиевого сплава снижает риск пассивации элемента при разряде малыми токами, что также способствует повышению равномерности токосъема. Изготовление катода из алюминиевой сетки способствует повышению адгезии активных материалов, что в свою очередь снижает риск отслаивания массы положительного электрода в процессе разряда и снижения емкости элемента.
Использование предлагаемого решения позволяет получать элементы, электрические параметры которых сочетают высокую энергоемкость и максимальную величину разрядного тока в широком диапазоне рабочих температур (от -40°C до +60°С), что является преимуществом относительно представленных на рынке решений.