МЕТАЛЛОВОЗДУШНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА Российский патент 1998 года по МПК H01M12/04 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве и эксплуатации металловоздушных химических источников тока.

Известен металловоздушный химический источник тока, содержащий анод, катод и электролитную камеру [1].

Недостатками данного источника тока являются плохие массогабаритные характеристики из=за большого объема электролитной камеры.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является металловоздушный химический источник тока, содержащий анод, катод и электролитную камеру переменного объема. Последняя имеет эластичную боковую стенку, что позволяет уменьшать объем источника тока при хранении и увеличивать при работе [2].

Недостатком этого источника связан с невозможностью длительного хранения в залитом электролитом состоянии.

Задачей изобретения является создание металловоздушного химического источника тока, обладающего повышенными электрическими и ресурсными характеристиками.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном источнике тока электролитную камеру выполняют из двух частей: постоянного и переменного объемов.

Целесообразно камеру переменного объема выполнять в виде сильфона, выдвижного дна с герметизирующей прокладкой или раздвижного дна телескопического типа. Соотношение объемов переменной и постоянной частей электролитной камеры составляет 0,9 ^oC 1,2.

Наличие переменного электролитного объема позволяет либо увеличить время непрерывной работы источника тока за счет наличия дополнительного объема электролита, либо обеспечить быструю остановку его за счет сброса электролита из межэлектродного зазора, расположенного в электролитной камере постоянного объема, в дополнительную электролитную камеру переменного объема.

Соотношение объемов частей электролитной камеры, равное 0,9 ^oC 1,2, выбирается из условия размещения объема электролита в переменной части камеры.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, не известна, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень" провели дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения. Установлено, что заявленное изобретение не следует явным образом из известного уровня техники, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "избирательский уровень".

На фиг. 1 изображен предлагаемый источник тока с водным электролитом, поперечный разрез; на фиг. 2 - фрагмент выдвижной донной части; на фиг. 3 - фрагмент раздвижного дна телескопического типа.

Источник тока содержит растворимый металлический анод 1 из алюминия, магния или цинка, газодиффузионные катоды 2, электролитную камеру постоянного объема 3, электролитную камеру переменного объема 4, герметизирующую прокладку 5.

Источник тока работает следующим образом. Камера переменного объема сложена. Постоянная составляющая камера заправлена электролитом.

На катоде 2 происходит восстановление кислорода
O₂ + 2H₂O + 4e __→ 4OH^-,
на аноде происходит окисление металла

Суммарная токообразуюшая реакция:

При необходимости быстрой остановки донная переменная часть раздвигается и в нее сливается электролит из межэлектродного зазора, разрывая цепь, прекращая реакцию. Дополнительный переменный объем может быть использован как шламовое пространство, источник дополнительного электролита для увеличения времени непрерывной работы источника, а также для прокачки электролита с целью уменьшения поляризации электродов.

Пример. Изготовлен и проведены испытания макета источника тока с полиэтиленовым корпусом и сильфоном в донной части. Объем неизменной части электролитной камеры составляет 50 см³, площадь катода 60 см³, площадь анода 62 см², переменный объем сильфона 60 см³. Источник тока работал при напряжении 0,90 В и токе нагрузки 0,8 А. При растягивании сильфона источник тока сразу прекращал работы. Циклическое сжатие растяжение сильфона повышает напряжение до 0,95 В при токе нагрузки 0,83 А.

Проведение испытания показали возможность практической реализации предлагаемого источника тока.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Использование: автономные перезаряжаемые источники тока длительного хранения. Сущность изобретения: металловоздушный химический источник тока содержит анод, катод и электролитную камеру переменного объема, выполненную из двух частей: - постоянного и переменного объемов. Камера переменного объема может быть выполнена в виде сильфона, выдвижной донной части телескопического типа. Соотношение объемов переменной и постоянной частей электролитной камеры составлет 0,9 - 1,2. Изобретение позволяет создать источник тока, обладающий повышенными электрическими и ресурсными характеристиками. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Металловоздушный химический источник тока, содержащий анод, катод и электролитную камеру переменного объема, отличающийся тем, что электролитная камера выполнена из двух частей, в одной из которых, имеющей постоянный объем, размещены анод и катод, а вторая имеет переменный объем. 2. Источник тока по п.1, отличающийся тем, что часть электролитной камеры, имеющей переменный объем, выполнена в виде сильфона. 3. Источник тока по п.1, отличающийся тем, что часть электролитной камеры, имеющей переменный объем, выполнена в виде выдвижной донной части с герметизирующей прокладкой. 4. Источник тока по п.1, отличающийся тем, что часть электролитной камеры, имеющей переменный объем, выполнена в виде раздвижной донной части телескопического типа. 5. Источник тока по п.1, отличающийся тем, что соотношение объемов частей электролитной камеры, имеющих переменный и постоянный объемы, составляет 0,9 - 1,2.