БАТАРЕЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЯЧЕЕК

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к батареям или вторичным источникам питания, непосредственно преобразующим электрическую энергию заряда в энергию двойного электрического слоя в суперконденсаторах или в химическую энергию электродных структур в аккумуляторах.
Из уровня техники известна батарея электрохимических ячеек, содержащая корпусные элементы, включающие нижний и верхний радиаторы, устройство сжатия, концевые токоотводы и плоские электрохимические ячейки в ламинированном корпусе, между которыми расположены теплоотводящие пластины (см. патент RU 153171, кл. Н01М 2/10, опубл. 10.07.2015). В известном устройстве электрохимические ячейки перпендикулярны радиаторам, а устройство сжатия выполнено в виде одной или двух эластичных камер, заполненных газом под давлением. Технической проблемой является создание более легкой экономичной конструкции, обладающей теми же мощностными характеристиками, КПД и сроком службы.
В предлагаемой батарее электрохимических ячеек, содержащей корпусные элементы, включающие нижний и верхний радиаторы, устройство сжатия, концевые токоотводы и плоские электрохимические ячейки в ламинированном корпусе, между которыми расположены теплоотводящие пластины, электрохимические ячейки параллельны радиаторам и собраны в стопки, попарно соединенные коммутационными пластинами, расположенными поочередно сверху и снизу стопок, при этом верхний и нижний радиаторы по периметру герметично соединены между собой эластичным кожухом, а устройство сжатия выполнено в виде системы равномерно распределенных между стопками шпилек, концы которых закреплены в верхнем и нижнем радиаторах. Кожух предпочтительно выполнен гофрированным. На концах шпилек предпочтительно установлены пружины. Верхний радиатор предпочтительно снабжен клапаном заправки для залива диэлектрической теплопроводной жидкости.
Совокупность изложенных признаков позволяет решить вышеуказанную техническую проблему и получить технический результат, заключающийся в упрощении конструкции батареи.
На фиг. 1 представлена предлагаемая батарея в сборе, общий вид с вырезом;
на фиг. 2 - ее внутренние элементы без радиаторов и кожуха;
на фиг. 3-то же, что на фиг. 2, вид спереди;
на фиг. 4 - общий вид батареи с клапаном заправки;
на фиг. 5 - клапан заправки в разрезе.
В предлагаемой конструкции батареи электрохимические ячейки 1 в ламинированном корпусе собраны в стопки и расположены параллельно радиаторам 2, выполняющим роль основных корпусных элементов, берущих на себя всю нагрузку от механического сжатия. Т.е. радиаторы 2 в дополнение к функции охлаждения выполняют функцию прочных плоских прижимных плит, при этом отсутствие дополнительных массивных корпусных элементов значительно облегчает конструкцию. Радиаторы 2 могут выполняться в виде ребристых, ячеистых или сотовых плит.
Для сжатия стопок электрохимических ячеек 1 используют устройство сжатия в виде системы равномерно распределенных между стопками стержневых или полых металлических шпилек 3 с резьбой с одной или двух сторон для крепления в радиаторах 2. Полые шпильки 3 с одной стороны могут быть изготовлены с развальцовкой. Под развальцованным краем шпилек 3 установлены винтовые или тарельчатые пружины 4, которые обеспечивают постоянство усилия сжатия стопок и компенсацию температурных расширений, а также усадку электрохимических ячеек 1 во времени. Концы шпилек 3 закреплены в радиаторах 2 через уплотнительные резиновые кольца 5.
Все стопки электрохимических ячеек 1 попарно соединены коммутационными токопроводящими пластинами 6, расположенными поочередно сверху и снизу соседних стопок. Крайние стопки электрохимических ячеек 1 прижаты к концевым токоотводам 7 с контактными выводами 8. Контактные выводы 8 проходят через отверстия в верхнем радиаторе 2 и уплотнены герметичными изоляционными втулками (на чертежах не показаны). Токоотводы 7 и коммутационные пластины 6, объединяющие соседние стопки электрохимических элементов, изолированы от радиаторов 2 диэлектрическими прокладками 9.
Верхний и нижний радиаторы 2 по периметру герметично соединены между собой эластичным кожухом 10. Кожух 10 может быть выполнен из металлической фольги в виде сильфона или из гофрированных полимерных материалов, что необходимо для компенсации температурных расширений и усадки стопок электрохимических элементов 1 во времени.
Отдельные смежные электрохимические ячейки 1 в стопках соединены с помощью промежуточных теплоотводящих токопроводящих пластин 11, подведенных к окнам 12 в ламинированном корпусе. Пластины 11 используются для отвода тепла от электрохимических элементов и для вывода электрических цепей, необходимых для подключения к платам выравнивания напряжений (на чертежах не показаны).
Верхний радиатор 2 снабжен клапаном заправки 13 для залива диэлектрической теплопроводной жидкости, например, трансформаторного масла или этиленгликоля. После заливки батареи клапан 13 закрывают герметичной крышкой 14, уплотняемой прокладкой 15. Клапан 13 выполнен в виде полой втулки 16, которая с помощью гайки 17 и шайбы 18 через резиновую прокладку 19, крепится к радиатору 2.
Предлагаемая конструкция позволяет при минимальном количестве максимально облегченных деталей поддерживать необходимое давление и создать устройство, обладающее теми же прочностными и мощностными характеристиками, а так же КПД и сроком службы, что и более массивные батареи.