ПЕРВИЧНАЯ БАТАРЕЯ ВОЗДУШНО-ЦИНКОВОЙ СИСТЕМЫ С ЩЕЛОЧНЫМ ЗАГУЩЕННЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ Российский патент 1994 года по МПК H01M12/06 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а более конкретно к устройству воздушно-цинковых батарей с щелочным загущенным электролитом, предназначенных для автономного энергопитания устройств связи, сигнализации, а также в других отраслях техники.

Известен воздушно-цинковый генератор с щелочным загущенным электролитом, в котором для компенсации изменения объема при разряде введена аксиальная камера, заполненная сжимаемым материалом [1] .

Однако, это усложняет конструкцию и не обеспечивает регулирование прижима анода в процессе эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности является цинк-воздушная батарея с щелочным загущенным электролитом, состоящая из ряда параллельно соединенных элементов, выпускаемая промышленностью в габаритах стандартных прямоугольных элементов [2] .

В процессе разряда увеличивающийся в объеме цинк оказывает давление на составные части элемента, стягивающий их бандаж из поливинилхлоридного кольца и пастовую диафрагму, что приводит к выползанию ее за пределы корпуса, перекрытию торцов положительного электрода, а следовательно, доступа воздуха и как следствие этого снижению емкости батарей.

Цель изобретения - увеличение емкости и надежности батарей.

Это достигается применением в первичной батарее воздушно-цинковой системы с щелочным загущенным электролитом, состоящей из элементов, помещенных в корпус, вместо поливинилхлоридного бандажа прокладки из гофрированного винипласта (либо другого материала), способной обеспечить контакт между составными частями батареи в течение всего времени разряда с одновременной компенсацией увеличения объема цинка за счет выпрямления гофр прокладки и высвобождения необходимого для окиси цинка объема.

Усилие прижима прокладки из гофрированного винипласта на сторону элемента составляет 0,015-0,025 кг/см² (14,7-24,5 н/дм²). Зазор, где расположена прокладка, составляет 0,3-0,4 толщины цинковых электродов.

Применение компенсирующей прокладки позволяет увеличить емкость батареи на 20% за счет более полного использования активных веществ, повысить надежность и уменьшить трудоемкость ее изготовления.

На фиг. 1 изображен общий вид батареи с вырезом.

Батарея состоит из галетных элементов 1, между которыми расположена компенсирующая гофрированная прокладка 2. Каждый элемент состоит из двух пластмассовых корпусов 3, в которых расположены цинковые электроды 4, диафрагмы 5 и положительный электрод 6. Элементы помещены в литой полиэтиленовый корпус 7, на стенах которого имеются отверстия 8 для доступа воздуха. Прокладка в выпрямленном виде не превышает размера стороны элемента и может быть выполнена из винипласта или другого электроизоляционного материала.

При разряде батареи за счет образования окиси цинка цинковые электроды увеличиваются в объеме. Расположенная в зазоре между элементами прокладка из гофрированного материала, например винипласта, толщиной 0,4-0,5 мм под влиянием давления, оказываемого элементами, выпрямляется, высвобождая необходимый для окиси цинка объем, причем зазор составляет 0,3-0,4 толщины цинковых электродов. Меньшая величина зазора ведет к сдавливанию элементов при разряде, выползанию пастовой диафрагмы и как следствие уменьшению емкости батареи. Большая величина зазора ведет к увеличению удельных характеристик на единицу объема батареи.

На фиг. 2 представлены результаты испытаний батарей на разряд.

По оси абсцисс отложено усилие прижима, оказываемое прокладкой, на сторону элемента в кг/см², по оси ординат - значение емкости в Ач.

Как следует из фиг. 2 зависимость емкости батареи от усилия прижима оказываемого компенсирующей прокладкой на сторону элемента выражается кривой с максимумом.

Максимальная емкость соответствует усилию прижима в пределах 0,015-0,025 кг/см² (14,7-24,5 н/дм²). При меньшем усилии прижима не обеспечивается контакт составных частей батареи, при большем усилии прижима при разряде происходит выползание пастовой диафрагмы, перекрытие положительного электрода, т. е. уменьшение доступа воздуха, что в обоих случаях ведет к ухудшению электрических характеристик батарей.

Предложенная компенсирующая прокладка позволяет увеличить емкость батарей в 1,2 раза, повысить ее надежность. (56) Заявка Франции N 2193264, кл. H 01 M 29/00, 1974.

Дамье В. Н. и Рысухин Н. Ф. Производство первичных химических источников тока. М. : Высшая школа, 1975, с. 88-92.

Использование: воздушно-цинковые щелочные первичные батареи. Сущность изобретения: батарея состоит из элементов 1, помещенных в корпус 7. Каждый элемент 1 состоит из двух винипластовых корпусов 3 с размещенными в них цинковыми электродами 4, диафрагмами 5 и положительным электродом 6. В зазоре между элементами 1 расположена компенсирующая гофрированная прокладка 2, установленная с усилием прижима на сторону элемента 0.015-0.025кг/см², а зазор между элементами 1 составляет 0,3 - 0,4 от толщины цинковых электродов 4. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ПЕРВИЧНАЯ БАТАРЕЯ ВОЗДУШНО-ЦИНКОВОЙ СИСТЕМЫ С ЩЕЛОЧНЫМ ЗАГУЩЕННЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ, состоящая из помещенных в корпус элементов, каждый из которых содержит два винилпластовых корпуса с размещенными в них цинковыми электродами, отличающаяся тем, что в зазоре между элементами расположена компенсирующая гофрированная прокладка, установленная с усилием прижима на сторону элемента 0,015 - 0,025 кг/см². 2. Батарея по п. 1, отличающаяся тем, что зазор составляет 0,3 - 0,4 от толщины цинковых электродов.