Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора Российский патент 2018 года по МПК H01M2/04 H01M2/12 H01M2/18 H01M10/52 H01M10/34 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в герметичных аккумуляторах для осуществления сброса (стравливания) давления газообразной среды из литий-ионных аккумуляторов.

Известен предохранительный клапан (заявка Франции №2645350, МПК Н01М 1/03, опубл. в 1972 г.), состоящий из корпуса с отверстиями, эластичного уплотнительного элемента, имеющего шайбу и кольцо из гидрофобного пористого материала, а также крышки и винтовой пружины, прижимающей шайбу к корпусу.

Признаки, общие предлагаемого клапан герметичного литий-ионного аккумулятора и аналога, следующие:

- корпус;

- эластичный уплотнительный элемент.

Недостатком известной конструкции является ограничение точности срабатывания клапана технологическим разбросом изготавливаемых деталей корпуса и жесткостью винтовой пружины, что снижает надежность работы клапана.

Наиболее близким к предлагаемому клапану герметичного литий-ионного аккумулятора, принятым за прототип, является герметичный аккумулятор с клапаном (а.с. РФ №864388, МПК Н01М 10/34, опубл. в 1977 г), состоящий из корпуса, эластичного уплотнительного элемента, имеющего стержень со шляпкой, помещенный в отверстие эластичного кольца, а также крышки с каналами для свободного выхода газа, причем на шляпку стержня, снабженную резьбой, навинчен кольцевой упорный регулятор, упирающийся в поверхность крышки.

Признаки, общие предлагаемого клапан герметичного литий-ионного аккумулятора и прототипа, следующие:

- корпус;

- крышка с каналами для свободного выхода газа;

- элемент фиксации крышки в корпусе в виде стопорного кольца;

- эластичный уплотнительный элемент;

- упорный регулятор, упирающийся в поверхность крышки.

Недостатком этого герметичного клапана является недостаточная герметизация при эксплуатации, снижающая надежность работы аккумулятора.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом клапане герметичного литий-ионного аккумулятора, заключается в повышении надежности обеспечения герметизации корпуса при эксплуатации.

Этот технический результат достигается тем, что в клапане герметичного литий-ионного аккумулятора, находящемся в корпусе аккумулятора, корпус имеет цилиндрическое отверстие, в которое установлен эластичный уплотнительный элемент (манжета), пружинный регулятор, имеющий разрезы и упирающийся в крышку. Крышка имеет каналы в виде пазов для свободного выхода газа и элемент для ее фиксации в виде стопорного кольца. Дополнительно в конструкцию введены второй аналогичный эластичный уплотнительный элемент и второй пружинный регулятор так, что эластичные уплотнительные элементы расположены последовательно друг над другом. В обоих эластичных уплотнительных элементах используется эффект упругих свойств материала, из которого они изготовлены, причем оба эластичных уплотнительных элемента имеют форму тарельчатых манжет.

Отличительные признаки, обуславливающие соответствие предлагаемого клапана герметичного литий-ионного аккумулятора критерию «новизна» следующие:

- введение дополнительно второго аналогичного эластичного уплотнительного элемента;

- расположение эластичных уплотнительных элементов последовательно друг над другом;

- введение дополнительно второго упорного регулятора;

- выполнение упорных регуляторов пружинными;

- выполнение эластичных уплотнительных элементов в виде тарельчатых манжет;

- введение второго элемента фиксации в виде стопорного кольца.

Для обоснования соответствия предлагаемой конструкции клапана герметичного литий-ионного аккумулятора критерию «изобретательский уровень» был проведен анализ известных решений по литературным источникам. Отличительных признаков заявляемого решения, дающих в совокупности с известными признаками вышеуказанный технический результат в литературных источниках не обнаружено, поэтому, по мнению авторов, предлагаемая конструкция клапана герметичного литий-ионного аккумулятора соответствует критерию «изобретательский уровень».

Конструкция предлагаемого клапана герметичного литий-ионного аккумулятора изображена на фиг. 1.

Предлагаемый клапан герметичного литий-ионного аккумулятора состоит из корпуса 1, имеющего цилиндрическое отверстие, в которое установлены два эластичных уплотнительных элемента, выполненные в виде манжеты 2, имеющих тарельчатую форму и расположенных друг над другом; пружинных упорных регуляторов 3, упирающихся посредством вставок 4 в крышку 5, причем усилие необходимое для уплотнения регулируется количеством пружинных упорных регуляторов 3. Крышка 5 имеет каналы 6 в виде пазов для свободного выхода газа и элемент для ее фиксации в виде стопорного кольца 7. Также в клапане установлено второе стопорное кольцо 8 для удержания уплотнительных элементов 2 при возможном вакуумировании полости аккумулятора.

Пример конкретного выполнения предлагаемого клапана герметичного литий-ионного аккумулятора.

Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора устанавливается в каждом литий-ионном аккумуляторе в батарее аккумуляторов. При нештатной работе аккумулятора внутри его корпуса 1 повышается давление газообразной среды, которое во избежание разрушения необходимо сбрасывать (стравливать). Под действием давления (Р) происходит преодоление упругих сил материала эластичного уплотнительного элемента в виде манжеты 2 и сброс (стравливание) его в полость закрытую, вторым уплотнительным элементом манжетой 2, а затем, таким же образом, в окружающую среду по пазам 6 для свободного выхода газа в крышке 5, причем усилие необходимое для уплотнения регулируется пружинными упорными регуляторами 3, а для фиксации крышки установлено стопорное кольцо 7. Наличие дополнительного последовательно установленного второго аналогичного эластичного уплотнительного элемента 2 и второго пружинного упорного регулятора 3 повышает надежность герметизации корпуса 1. Причем оба эластичных уплотнительных элемента 2 имеют форму тарельчатых манжет и расположены последовательно друг над другом, что повышает надежность герметизации при эксплуатации. Для удержания уплотнительных элементов 2 при возможном вакуумировании полости аккумулятора установлено второе стопорное кольцо 8.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в герметичных аккумуляторах для осуществления сброса (стравливания) давления газообразной среды из литий-ионных аккумуляторов. Технический результат, достигаемый в предлагаемом клапане герметичного литий-ионного аккумулятора, заключается в повышении надежности обеспечения герметизации корпуса и упрощении конструкции. Этот технический результат достигается тем, что в клапане герметичного литий-ионного аккумулятора, находящемся в корпусе аккумулятора, в корпусе установлена крышка, имеющая каналы в виде пазов для свободного выхода газа, а для ее фиксации в корпусе имеется стопорное кольцо, также имеется эластичный уплотнительный элемент - манжета и упорный регулятор, упирающийся в крышку, дополнительно в конструкцию введены второй аналогичный эластичный уплотнительный элемент и упорный регулятор, причем упорные регуляторы выполнены пружинными, кроме того, в клапане установлен второй фиксирующий элемент в виде стопорного кольца для удержания уплотнительных элементов при возможном вакуумировании полости аккумулятора, при этом уплотнительные элементы выполнены в виде тарельчатых манжет и расположены последовательно друг над другом. 1 ил.

Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора, состоящий из корпуса, крышки с каналами в виде пазов для свободного выхода газа и элемента для ее фиксации в корпусе в виде стопорного кольца, а также из эластичного уплотнительного элемента и упорного регулятора, упирающегося в крышку, отличающийся тем, что дополнительно введены второй аналогичный эластичный уплотнительный элемент и второй упорный регулятор, причем оба упорных регулятора выполнены пружинными, кроме того, в клапане установлен второй фиксирующий элемент в виде стопорного кольца для удержания уплотнительных элементов при возможном вакуумировании полости аккумулятора, а уплотнительные элементы выполнены в виде тарельчатых манжет и расположены последовательно друг над другом.