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

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. 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;

- эластичный уплотнительный элемент;

- упорный регулятор-прокладка, 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, на корпус установлена крышка. Крышка имеет каналы в виде отверстий для свободного выхода газа и элементы для ее фиксации (после поворота вокруг оси) с использованием отверстий расположенных сверху. Также в клапане расположен эластичный уплотнительный элемент и упорный регулятор (прокладка), упирающийся в крышку. Дополнительно в конструкцию введены второй аналогичный эластичный уплотнительный элемент и второй упорный регулятор (прокладка) 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 плоских кольцевых пластин, соединенных мембраной из того же материала.

Кроме того, возможно выполнение крышки из упругого материала с разрезами для свободного выхода газа, которое обеспечивает ее надежную фиксацию на корпусе в процессе эксплуатации.

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 эластичных уплотнительных элементов в виде плоских кольцевых пластин, соединенных мембраной из того же материала;

- выполнение крышки из упругого материала с разрезами для свободного выхода газа.

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, 2.

Предлагаемый клапан герметичного литий-ионного аккумулятора состоит из корпуса 1, двух, последовательно установленных друг над другом, соединенных между собой мембраной, эластичных уплотнительных элементов 2 и 3, упорных регуляторов (прокладок) 4 и 5, крышки 6, имеющей отверстия 7 для свободного выхода газа, и имеющей элементы 8 для ее фиксации на корпусе (после поворота вокруг оси) с использованием сверху отверстий 9.

Крышка 6 может быть снабжена каналами в виде разрезов для свободного выхода газа, имеет элементы для ее фиксации на корпусе 1 и выполнена из упругого материала для ее фиксации на корпусе без поворота вокруг оси.

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 2 и сброс (стравливание) давления в полость, закрытую уплотнительным элементом 3, а затем, таким же образом, в окружающую среду через отверстия 7 для свободного выхода газа в крышке 6, имеющей элементы 8 для ее фиксации на корпусе (после поворота вокруг оси) с использованием сверху отверстий 9. Наличие дополнительного последовательно установленного второго аналогичного эластичного уплотнительного элемента 3 и упорного регулятора (прокладки) 5 повышает надежность герметизации корпуса 1 при эксплуатации за счет того, что оба эластичных уплотнительных элемента имеют форму плоских кольцевых пластин, соединенных мембраной из того же материала и расположены последовательно друг над другом.

Кроме того, выполнение крышки из упругого материала с разрезами для свободного выхода газа обеспечивает ее надежную фиксацию на корпусе в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к клапану герметичного аккумулятора для осуществления сброса (стравливания) давления газообразной среды, и может быть использовано при изготовлении литий-ионных аккумуляторов. Повышение надежности герметизации литий-ионных аккумуляторов является техническим результатом изобретения. В предложенном клапане, расположенном в корпусе аккумулятора, на корпусе установлена крышка, имеющая каналы в виде отверстий для свободного выхода газа, а также элементы для ее фиксации на корпусе после поворота вокруг оси, при этом в клапане расположены два эластичных уплотнительных элемента и два упорных регулятора-прокладки, упирающиеся в крышку, в которых использован эффект упругих свойств материала, из которого они изготовлены. Оба эластичных уплотнительных элемента имеют форму плоских кольцевых пластин, соединенных между собой мембраной из того же материала, и расположены последовательно друг над другом. Крышка выполнена с каналами в виде разрезов для свободного выхода газа и из упругого материала для ее надежной фиксации на корпусе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора, состоящий из корпуса, крышки с каналами для свободного выхода газа, а также имеющий эластичный уплотнительный элемент и упорный регулятор-прокладку, упирающийся в крышку, отличающийся тем, что крышка снабжена элементами, выполненными с возможностью ее фиксации на корпусе после поворота вокруг оси с использованием отверстий сверху, а также дополнительно введены второй аналогичный эластичный уплотнительный элемент и второй упорный регулятор-прокладка, причем оба эластичных уплотнительных элемента выполнены в виде плоских кольцевых пластин, соединенных между собой мембраной из того же материала, и расположены последовательно друг над другом.

2. Клапан герметичного аккумулятора по п. 1, отличающийся тем, что крышка выполнена из упругого материала с каналами для свободного выхода газа в виде разрезов.