ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, конкретно к химическим источникам тока (ХИТ) с высокой удельной энергией.
Известен литиевый химический источник тока (Патент RU №2339124, опубликован 20.11.2008, МПК H01M 6/16), содержащий герметичный корпус, крышку с герметичными токовыводами и заливочным штуцером, блок электродов, состоящий из анодных, катодных пластин и сепараторов, уложенных поочередно, помещенный в герметичный корпус и заполняющий межэлектродное пространство электролит.
Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность герметизации элемента резьбовым соединением и повышенная трудоемкость изготовления элемента.
Известен химический источник тока с литиевым анодом (Авторское свидетельство №1828343, опубликовано 20.09.1995 МПК H01M 6/10, H01M 2/04) принят за прототип, содержащий металлический корпус, изоляционную прокладку, металлическую крышку с центральным токоотводом, на который накручен блок электродов, электролит и сепаратор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур, температур хранения и увеличения сохранности, он содержит дополнительную металлическую крышку со стеклянным гермовыводом и боковым заливочным отверстием с заглушкой, а изоляционная прокладка снабжена пазом, соответствующим размеру заглушки заливочного отверстия.
Недостатком прототипа является недостаточная надежность герметизации элемента рельефной сваркой и повышенная трудоемкость изготовления элемента.
Проблемой производства литиевых элементов является трудоемкость их изготовления, которая связана с операцией заливки и герметизации. Эта операция для существующих технических решений не поддается автоматизации, что снижает производительность и выход годных изделий.
Техническим результатом настоящей полезной модели является снижение трудоемкости изготовления химических источников тока с анодом на основе лития за счет автоматизации процессов изготовления.
Указанный технический результат достигается за счет конструкции химического источника тока, содержащего металлический корпус, крышку металлическую с гермовыводом и боковым заливочным отверстием, фальш-крышку, армированную по краям диэлектрическим материалом и имеющую паз под заглушку, блок электродов: анод на основе лития, катод и сепаратор, токовывод анода закреплен на гермовыводе, крышка соединяется с корпусом сваркой, заливочное отверстие крышки герметизировано заглушкой, причем дополнительно содержит предохранитель, внутреннюю изолирующую прокладку, нижнюю, верхнюю и наружную прокладки, причем предохранитель и прокладка наружная закреплены на внешней стороне крышки с помощью фальш-крышки, внутренняя изолирующая прокладка закреплена на внутренней стороне крышки, нижняя прокладка помещена на дно металлического корпуса, выполненного цилиндрическим, а прокладка верхняя расположена на верхнем торце блока электродов выполненного в виде рулона, в качестве анода используется лента из литий-алюминиевого сплава, катод представляет собой ленту из алюминиевой сетки, с нанесенным на ее поверхность при помощи инертного клея диоксида марганца, в качестве сепаратора используется мелкопористая полипропиленовая лента, в качестве заглушки заливочного отверстия используется запрессованный металлический шарик, закрепление токоотвода анода на гермовыводе выполнено в виде точечной сварки.
Выполнение корпуса элемента цилиндрическим позволяет компоновать электроды внутри корпуса в виде рулона, свернутого из лент катода, анода и сепаратора. Корпус при этом удерживает рулон от разматывания и обеспечивает поджим лент при их набухании. Лента из литий-алюминиевого сплава обладает достаточной пластичностью и прочностью, что позволяет осуществлять намотку рулона с требуемым натягом. Лента катода, выполненная из алюминиевой сетки с нанесенным при помощи инертного клея диоксидом марганца обладает пластичностью, требуемой при механизированной намотке рулона. Нанесение порошка диоксида марганца на сетку происходит в полностью механизированном оборудовании, что снижает трудоемкость изготовления катода. Сборка рулона является полностью механизированным процессом с минимальными затратами ручного труда. Приваривание крышки обеспечивает герметичность элемента предотвращает попадание в корпус влаги, в присутствии которой пассивируется и интенсивно корродирует литий. Приваривание крышки осуществляется с помощью полуавтоматического устройства, что снижает трудоемкость сборки элемента. Использование в качестве заглушки заливочного отверстия металлического шарика, запрессованного в отверстие, позволяет механизировать данную операцию путем подачи шариков из специального дозатора, что значительно сокращает затраты ручного труда при герметизации заливочного отверстия. Верхняя изолирующая прокладка предотвращает короткое замыкание электродов по внешней поверхности крышки, внутренняя изолирующая прокладка предотвращает короткое замыкание электродов по внутренней стороне крышки. Верхняя прокладка предотвращает замыкание электродов по верхнему краю блока электродов, нижняя прокладка не допускает замыкания электродов по корпусу элемента. Предохранитель представляет собой металлическую полосу, которая при превышении допустимого тока изгибается от нагрева и разрывает контакт между фальш-крышкой и гермовыводом, что позволяет предотвратить выход элемента из строя в результате короткого замыкания. Наличие прокладок и предохранителя снижает количество бракованных изделий.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг. 1 показана конструкция элемента в продольном сечении.
1. Корпус.
2. Крышка с гермовыводом и боковым заливочным отверстием.
3. Фальш-крышка.
4. Анод из литий-алюминиевого сплава.
5. Катод.
6. Сепаратор.
7. Токоотвод анода.
8. Токоотвод катода.
9. Шарик.
10 Прокладка наружная.
11. Предохранитель.
12. Внутренняя изолирующая прокладка.
13. Прокладка верхняя.
14. Прокладка нижняя.
15. Заливочное отверстие.
16. Гермовывод.
Химический источник тока содержит корпус 1, крышку 2 с гермовыводом 16 и боковым заливочным отверстием 15, фальш-крышку 3, блок электродов в виде рулона, содержащий анод из литий-алюминиевого сплава 4, катод в виде ленты из алюминиевой сетки с нанесенным на ее поверхность при помощи инертного клея диоксидом марганца 5 и сепаратор из мелкопористой полипропиленовой ленты 6, токоотвод анода 7 закреплен на гермовыводе 16 крышки 2, токоотвод катода 8 закреплен сваркой на корпусе 1, крышка 2 соединяется с корпусом 1 сваркой, заливочное отверстие 15 крышки 2 герметизировано металлическим шариком 9 путем запрессовывания. На внешней стороне крышки 2 с помощью фальш-крышки 3 закреплена прокладка наружная 10 и предохранитель 11, на внутренней стороне крышки 2 закреплена внутренняя изолирующая прокладка 12, на верхний торец блока электродов помещена прокладка верхняя 13, на дно корпуса 1 помещена прокладка нижняя 14.
Сборка химического источника тока производится в следующей последовательности. Катод 5, анод 4 и сепаратор 6 в виде пакета помещают в намоточное устройство, которое собирает блок электродов в виде рулона. На дно корпуса 1 помещают прокладку нижнюю 14 и собранный блок электродов в виде рулона. На верхний торец рулона помещают прокладку верхнюю 13, приваривают токоотвод анода 7 к гермовыводу 16 крышки 2, на которой предварительно закрепляют внутреннюю изолирующую прокладку 12. Токоотвод катода 8 приваривают к корпусу 1. Помещают крышку 2 в посадочное место корпуса 1 и приваривают аргонодуговой сваркой. В заливочное отверстие 15 крышки 2 с помощью заливочного устройства заливают электролит, после чего в заливочное отверстие 15 крышки 2 с помощью запрессовочного приспособления запрессовывают металлический шарик 9. На гермовывод 16 с наружной стороны крышки 2 помещают предохранитель 11 и фальш-крышку 3, на корпус 1 помещают термоусадочную трубку и усаживают ее при температуре 120°С в течение 2 минут.
Предлагаемая конструкция химического источника тока позволяет сократить время сборки, что позволяет увеличить выхода годных изделий на 7,2%, обеспечить снижение трудоемкости до 1,94 н/ч на 1000 шт элементов по сравнению с вариантом прототипа и увеличить норму выработки до 4000 шт в смену.