КИСЛОРОДНО-ЦИНКОВЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, - конкретно к кислородно-цинковым источникам тока.
Известен первичный воздушно-цинковый источник тока, содержащий корпус, установленные в корпусе два плоских параллельно расположенных катода, расположенный между катодами расходуемый анод, выполненный в виде плоской пластины, токовый коллектор анода, имеющий одну или несколько контактных площадок, и пружинящий элемент [1]. Токовый коллектор анода расположен во внутренней полости корпуса параллельно поверхностям катодов, его контактные площадки направлены в сторону анода и жестко закреплены в корпусе, анод одной своей плоскостью прижат пружинящим элементом, жестко соединенным с корпусом, к контактным площадкам токового коллектора анода.
Недостатком устройства является то, что после разряда производится замена изношенного цинкового анода.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является воздушно-цинковый источник тока, содержащий прямоугольный корпус с крышкой, на внешней поверхности которой размещены положительный и отрицательный выводы источника тока и в которой размешено заправочное отверстие, закрытое пробкой, внутри корпуса размещены один или несколько газодиффузионных катодов, электрически соединенных с положительным выводом источника тока, газовые камеры с системой «дыхательных» отверстий, анод изготовленный в виде нескольких плоских пористых брикетов из цинкового порошка, соединенных параллельно между собой и с отрицательным выводом источника тока, и межэлектродный сепаратор, выполненный из пористого диэлектрического материала, при этом основные плоскости брикетов установлены в корпусе перпендикулярно к поверхностям газодиффузионных катодов [2]. Недостатком устройства-прототипа является отсутствие возможности его перезарядки.
Задача, на достижение которой направлено предлагаемое решение, - создание возможности перезарядки источника тока внешним электрическим током. Заряд внешним током в прототипе не приводит к положительным результатам в связи с тем, что цинк, восстановленный во время заряда кислородно-цинкового источника, представляет собой разветвленную неоднородную структуру, состоящую из большого количества дендритов, которые препятствуют нормальному заряду источника тока.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в кислородно-цинковом источнике тока, содержащем прямоугольный корпус, в верхней части которого расположено заправочное отверстие с пробкой, газодиффузионный катод, оканчивающийся положительным выводом, цинковый анод, оканчивающийся отрицательным выводом и щелочной электролит, газодиффузионный катод образует одну из основных стенок прямоугольного корпуса и в состав кислородно-цинкового источника тока дополнительно между газодиффузионным катодом и цинковым анодом введена пористая металлическая пластина, покрытая слоем никеля. В газодиффузионный катод изготовлен на основе металлической сетки, активированного угля с наполнителями. Металлическая сетка позволяет осуществить гальванический контакт с положительным выводом.
Перед эксплуатацией источника тока производится заполнение корпуса электролитом. В газодиффузионном катоде имеются поры, через которые в корпус поступает воздух. Электролит через поры не просачивается.
Конструкция предлагаемого кислородно-цинкового источника тока показана на чертеже. Она содержит прямоугольный корпус 1, газодиффузионный катод 2, цинковый анод 3, пористую металлическую пластину 4, щелочной электролит 5, положительный вывод 6, отрицательный вывод 7 и пробку 8.
Пористая металлическая пластина 4, покрытая слоем никеля, позволяет ограничить рост дендритов при заряде источника тока. При соприкосновении цинковых дендритов с пластиной 4, они образуют гальваническую пару, и цинковый дендрит начинает подтравливаться. Таким образом, рост дендритов ограничивается.
Экспериментальные исследования макета предлагаемого источника тока подтвердили возможность перезарядки его электрическим током. Макет выдержал 10 циклов заряд-разряд.
Источники информации, использованные при составлении описания полезной модели:
1. Пат. РФ №2106725, МПК: Н01М 12/06, Н01М 2/26. Кислородно (Воздушно) - металлический механически перезаряжаемый химический источник тока // Беликов С.К. (RU), Жуков Р.В., Кулаков Е.Б., Севрук С.Д., Черский О.М - Заявл. 30.09.1996, опубл. 10.03.1998.
2. Пат. РФ №2349991, МПК: Н01М 6/08, Н01М 6/32. Воздушно-цинковый элемент большой // Бычковский С.К. (RU), Бахарев С.А (RU), Никифоров В.И (RU) - Заявл. 08.02.2008, опубл. 20.03.2009 - прототип.