Комбинация гальванического элемента и индикатора состояния элемента (варианты)

 

Изобретение относится к гальваническому элементу и встроенному индикатору состояния заряда. Техническим результатом изобретения является возможность контроля заряда элемента. Индикатор имеет два электрических контакта и средство индикации, соединенное между ними. Первый контакт соединяется с первой клеммой элемента. Второй контакт разомкнутый, но имеет возможность быть замкнутым с второй клеммой элемента для визуальной индикации состояния заряда элемента. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Гальванические элементы, которые включают в себя средство для визуальной индикации состояния или состояния заряда элемента, являются известными устройствами. Например, в патенте США 1497388 описывается устройство индикатора, которое располагается таким образом, чтобы ток в элементе проходил через индикатор. Индикатором является бумага, которая пропитана химикатом, который изменяет цвет в зависимости от силы тока, проходящего через пропитанную химикатом бумагу. Следовательно, проволочные выводы или электроды должны быть присоединены к противоположным сторонам пропитанной бумаги для обеспечения прохождения тока через эту бумагу. Недостатки этого изобретения заключаются в том, что проволочные выводы могут быть просто смещены, устройство индикатора может быть легко подделано и провисающие проволоки мешают установке элемента в устройство. Кроме того, химикат, который пропитывает бумагу, может подвергаться воздействию условий окружающей среды и приводить к отказу.

В патенте США 2980754, выданном 19 апреля 1961 г. Рейли и др., описывается индикатор истощения элемента, состоящий из относительно тонкого слоя материала, который изменяет внешний вид при контактировании с электролитом элемента. Этот материал располагается между расходуемым металлическим анодным контейнером элемента и прозрачной оберткой элемента. Когда анод, производя электричество, расходуется, создаются отверстия, которые обеспечивают проходы, через которые электролит достигает и просачивается через изоляционный материал, чтобы придти в контактирование с индикаторным слоем. Когда электролит вступает в контактирование с индикаторным слоем, имеет место реакция, в результате которой образуется остающийся белым контрастирующий продукт реакции. Это изобретение не будет работать для элементов, которые не расходуют контейнер в процессе разряда, например, щелочные элементы цинк/двуокись марганца или литиевые элементы.

В патенте США 3514338, выданном Икма, индикатор вводится в корпус батареи, причем индикаторное вещество способно изменять цвет в присутствии воды. Это индикаторное вещество можно видеть через прозрачную часть корпуса элемента. Это изобретение способно указывать только то, что элемент активирован и не способно указывать относительное состояние батареи в процессе ее эксплуатации.

В патенте США 3563806, выданном Хрудену, устройство отображения емкости и активации батареи включает в себя кусок поглощающего материала, пропитанного красителем, чувствительным к pH. Это материал высушивается и после этого размещается в отверстиях оболочки батареи с прозрачным окном предусмотренным так, чтобы мог быть виден пропитанный материал. При истощении заряда батареи, pH, производящего заряд соединения изменяется, таким образом, вызывая изменение цветов пропитанного материала. Этот принцип не будет работать в элементе, который не имеет ощутимого изменения pH по мере разряда, например, в щелочных элементах на основе двуокиси марганца или литиевых элементах.

В патенте США 3773563, выданном Итону, мл. , и др., смесь краситель/алюминий размещается в цилиндрическом углублении высверленном в цинковой пластине, причем углубление уплотнено, чтобы закрыть смесь краситель/алюминий. Когда мощность обеспечивается батареей, цинковый электрод растворяется до тех пор, пока торец углубления не будет разъеден и краситель не освободится. Когда краситель освобождается, можно видеть изменение цвета электролита, что указывает на то, что срок жизни батареи уменьшился. Недостатком этого изобретения является то, что оно размещается внутри элемента, что усложняет сборку и работает только с электродом пластинчатого типа.

В патенте США 3992228, выданном 16 ноября 1976 г. Depoix, индикатор состоит из перфорированного листа из меди или медного сплава, который делают видимым снаружи элемента с помощью соответствующего прозрачного окна сбоку элемента. В собранном состоянии медный лист покрывают пленкой цинка, придающей медному листу серый цвет. В процессе разряда элемента цинк этой пленки окисляется и становится видимым исходный цвет медного листа. Недостатки этого изобретения включают в себя тот факт, что сборка усложняется и что такой индикатор может показывать только одно состояние батареи в зависимости от глубины, на которую индикатор внедрен в электрод.

В патенте США 4048388, выданному Чевету, описывается индикатор, состоящий из заключенного во внутреннюю часть элемента вещества, которое можно видеть снаружи батареи. Это вещество таково, что оно изменяет цвет, когда приходит в контактирование с электролитом. Электролит приходит в контактирование с индикаторным веществом только после того как контейнер, в котором размещено индикаторное вещество, расходуется в результате химической реакции, генерируемой зарядом. Следовательно, индикация будет иметь место только после того, как заряд батареи существенно истощился.

Наконец, в патенте США 4497881, выданном Бертолино, описывается, что наблюдение одного из активных материалов в элементе может обеспечить индикацию состояния батареи при условии, что этот активный материал подвергается непрерывному изменению цвета в течение нормального срока жизни батареи. Недостатком этого изобретения является то, что оно работает только в случае батарей, имеющих активные материалы, которые изменяют цвет при разряде. Кроме того, нежелательно иметь какие-либо элементы проникновения сквозь корпус или крышку батареи, например, окно для обозрения, которые могут стать источником утечек.

Настоящее изобретение относится к гальваническому элементу, содержащему контейнер, верхнюю часть и выполненное как единое целое индикатор состояния заряда, расположенный снаружи как указанной верхней части элемента, так и указанного контейнера. Индикатор состояния заряда имеет два электрических контакта и средство индикации, которое соединено между ними. Первый контакт соединяется с первой клеммой элемента, а второй контакт является разомкнутым с другой клеммой. Коммутационное устройство обеспечивает электрическое соединение второго контакта со второй клеммой для визуальной индикации состояния батареи с помощью средства индикации. Индикатор сконструирован таким образом, чтобы ни одна его часть не располагалась там, где она могла бы мешать установке батареи в устройство, например, как было бы в случае проволочных или столбиковых контактов, связанных для соединения с клеммами на одном или обоих концах элемента, и для работы не требуется введения химикатов.

В одном варианте воплощения индикатор состояния и коммутационное устройство являются встроенными в этикетку элемента. Во втором варианте воплощения индикатор состояния и коммутационное устройство расположены между верхней частью элемента и противоположной торцевой крышкой.

Признаки и достоинства настоящего изобретения обсуждаются ниже со ссылкой на чертежи, в которых: фиг. 1 - поперечное сечение гальванического элемента, имеющего индикатор состояния, выполненный в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 1А - увеличенный вид части фиг. 1, показывающий способ, с помощью которого может быть сделано электрическое соединение одного из контактов индикатора состояния с одной из клемм элемента; фиг. 1В - увеличенное изображение части фиг. 1, на котором показан способ, с помощью которого может быть сделано электрическое соединение другого контакта индикатора состояния с другой клеммой элемента; на фиг. 2 приведен вид сбоку элемента, имеющего встроенный индикатор состояния; на фиг. 3 показано поперечное сечение верхней части другого варианта воплощения гальванического элемента, имеющего встроенный индикатор состояния; фиг. 3А - увеличенный вид части фиг. 3, показывающий способ, с помощью которого может быть выполнено электрическое соединение одного из контактов индикатора состояния с одной из клемм элемента; фиг. 3В - увеличенный вид части фиг. 3, показывающий способ, с помощью которого может быть выполнено электрическое соединение другого контакта индикатора состояния с другой клеммой элемента; фиг. 3С - частичное изображение верхней части элемента, показанного на фиг. 3; фиг. 4- поперечное сечение индикатора состояния, приемлемого для использования в варианте воплощения, показанном на фиг. 3.

На фиг. 1 дан местный вырез щелочного гальванического элемента 10, имеющего встроенный в него индикатор состояния батареи 12. Элемент 10 содержит контейнер, уплотненный на своем открытом торце с помощью верхней части, содержащей пластмассовое уплотнительное кольцо 30 и металлическую опору 40, опрессованную в показанном положении. Изоляционная прокладка 50 расположена на верхней части металлической опоры 40 и препятствует контактированию указанной опоры и отрицательной торцевой клеммы 22. Отрицательная торцевая клемма 22 находится в электрическом контактировании с металлическим анодным проводником (не показано), который проходит через уплотняющее кольцо 30 в заполненную анодом полость внутри элемента (не показано). Индикатор состояния батареи 12 располагается с внешней стороны уплотнения вдоль, как показано, внешней стороны контейнера батареи.

В дополнение к описанным в указанных выше ссылках индикаторам состояния батареи известны другие индикаторы, например, описанные в патентах США 4835476, 4726661, 4835475, 4702563, 4702564, 4737020, 4006416, 4723656 и в заявке на патент США с регистрационным номером 652165, поданной 7 февраля 1991 г.

Все эти индикаторы приемлемы для использования в настоящем изобретении и описание каждого включено в это описание ссылкой. За исключением заявки с регистрационным номером 651265 индикаторы, описанные в этих ссылках, как правило, содержат подложку, имеющую связанное с ней средство индикации. Средство индикации, как правило, содержит проводящий слой и термохромный материал в тепловом контакте с проводящим слоем. Проводящий слой, как правило, содержит противоположные концевые части, которые функционируют в качестве электрических контактов, и промежуточную часть, соединенную между контактами, которая имеет заданное сопротивление. Контакты и резистивная часть могут быть частями одного покрытия (используя, например, наполненную серебром эпоксидную смолу), в котором резистивная часть формируется с помощью создания меньшей площади поперечного сечения, чем у контактов. Альтернативно, резистивная часть может содержать покрытие из материала с большим сопротивлением, чем материал, используемый для контактов.

В этом последнем варианте воплощения каждый контакт может содержать металлоподобное покрытие, соединенное концевой частью с резистивной частью, например резистивная часть может быть выполнена из наполненного сажей материала, а контакты могут быть изготовлены из эпоксидной смолы с серебряным наполнителем. Когда контакты соединяют с клеммами батареи, через проводящий слой течет ток, который пропорционален напряжению и, следовательно, состоянию разряда или состоянию батареи. Тепло, генерируемое в резистивной части вследствие нагрева в соответствии с I2R, передается термохромному слою и вызывает изменение его цвета. Наблюдение изменения цвета обеспечивает визуальную индикацию состояния батареи. Заявка с регистрационным номером 652165 отличается от других индикаторов, главным образом, использованием множества резистивных частей, соединенных параллельно.

И снова обратившись к чертежам увидим, что индикатор 12 является индикатором описанного в предшествующем разделе типа и содержит первый электрический контакт 14 на одном его конце (см. фиг. 1А). Контакт 14 находится в механическом и электрическом контактировании с отрицательной клеммой 22. На противоположном конце индикатора 12 находится второй электрический контакт 16, упруго расположенный над и разнесенный с контейнером элемента 20 с помощью изоляционного слоя 18 (см. фиг. 1В).

Как описано выше, электрические контакты 14 и 16 являются частью проводящего покрытия, в котором промежуточная часть покрытия между контактами обладает большим сопротивлением, чем контакты. Эта резистивная часть должна быть электрически изолирована от контейнера 20, иначе индикатор 12 будет непрерывно соединен с клеммами элемента и элемент будет быстро разряжаться. На фиг. 1 и 1В показывается изоляционный слой 18, расположенный между индикатором 12 и контейнером 20.

Настоящее изобретение дополнительно содержит коммутационное устройство для электрического соединения и разъединения электрического контакта 16 от контейнера 20. Как показано на фиг. 1 и 1В, изоляционный слой 18 имеет образованное в нем отверстие 19 с тем, чтобы небольшое давление, приложенное к части индикатора 12, расположенной на отверстии, приводило к образованию электрического контакта между контактом 16 и контейнером 20 и замыканию цепи для измерения состояния батареи.

Таким образом, изоляционный слой 18 и отверстие 19 выполняют функцию коммутационного устройства для индикатора состояния. Изоляционный слой 18 также служит для тепловой изоляции резистивного элемента от контейнера 20 с тем, чтобы тепло, генерируемое в резистивном элементе в процессе тестирования, могло бы эффективно передаваться термохромному индикаторному материалу. Изоляционный слой 18 может быть выполнен из любого диэлектрического материала, например полиэфира, поливинилхлорида, полиолефинов, стеклопластика, стекла, резины, поликарбоната, бумаги, картона и подобных материалов, сформированных в виде листа. Слой 18 предпочтительно имеет размеры, которые достаточны, чтобы изолировать промежуточную часть проводящего покрытия от контейнера элемента. Толщина слоя 18 должна быть минимально необходимой, чтобы позволять индикатору состояния 12 адекватно функционировать с тем, чтобы поддерживать на минимальном уровне совокупную толщину изолятора и индикатора состояния.

Первый электрический контакт 14, как показано, удерживается против отрицательной клеммы 22 с помощью внешней этикетки 24 (см. фиг.1А). Внешняя этикетка 24 может быть материалом либо типа упаковки в усадочную пленку, либо типа оберточного материала с клеевой тыльной стороной, либо любого другого типа, обычно используемого в качестве этикетки. В одном варианте воплощения графические средства шкалы состояния (см., например, фиг. 2) печатают на подложке индикаторного средства 12 так, чтобы часть этикетки 24, которая покрывает индикатор 12, была четкой, чтобы давать представление о масштабе. В другом случае шкала состояния может быть напечатана на этикетке, а этикетку располагают так, чтобы совместить шкалу с расположенным ниже индикаторным средством 12.

Однако возможен еще другой вариант воплощения, когда этикетка 24 является обертываемого вокруг типа. При индикаторе 12, закрепленном по месту на внешней стенке контейнера, один край оборачиваемой вокруг этикетки соединяется встык с одним краем индикатора, а другой край этикетки после обертывания вокруг контейнера соединяется встык с другим краем индикатора 12. В этом последнем варианте воплощения индикатор 12 и изоляционный слой 18 придется удерживать на контейнере элемента 22 с помощью соответствующего клея. В любом из описанных выше вариантов воплощения, в которых этикетка покрывает индикаторное средство 12, предпочтительно, чтобы часть этикетки, которая покрывает термохромный материал, либо вырезалась, либо поднималась в направлении наружу так, чтобы этикетка не могла действовать как теплоотвод и замедлять изменение цвета термохромного материала.

В другом варианте воплощения индикатор 12 является составной частью этикетки, где она выполняет функцию подложки для термохромного материала и резистивного элемента. В этом варианте воплощения и электрические контакты и резистивный элемент печатают или другим способом наносят на внутреннюю поверхность этикетки. Термохромный слой может быть расположен в ряде мест в зависимости от удобства и типа используемой этикетки. В одном варианте воплощения термохромный материал размещают на внешней части этикетки, который находится в тепловом контакте с резистивным элементом. Во втором варианте воплощения термохромный слой и контакты и резистивный элемент наносятся в виде последовательных слоев на внутреннюю прозрачную часть этикетки. Например, термохромный слой наносится первым на прозрачную часть внутренней поверхности этикетки. Поверх этого слоя наносится слой цветного графического средства, который обнаруживается, когда термохромный слой становится прозрачным. Затем в последовательности нанесения слоев формируют металлическое покрытие с резистивной частью, совпадающей с термохромным слоем и контактами, расположенным на противоположных концах резистивной части и соединенными с ней. В любом из указанных выше вариантов воплощения изоляционный слой располагают поверх тех частей металлического покрытия, которые требуется изолировать от контейнера 20. Коммутационное устройство выполняют составной частью этикетки путем обеспечения отверстия, подобного отверстию 19, в изолирующем слое и расположением поверх одного из контактов так, чтобы он мог, как описано выше, при надавливании приходить в контактирование с контейнером. Этикетка со встроенным индикатором состояния наносится на контейнер элемента с помощью любого известного способа.

Подложку, используемую для индикатора состояния, делают из материала, имеющего упругие свойства. Таким образом, подложка немного растягивается, когда давление для выполнения измерения прикладывается поверх отверстия 19, а когда давление снимается, подложка возвращается в свое исходное положение и разрывает контактирование. Чтобы гарантировать, что подложка жестко удерживается в течение измерения, предпочтительно, чтобы часть 18А изоляционного слоя имела клей на обеих сторонах так, чтобы смежный конец индикатора 12 жестко удерживался на месте и не смещался в направлении отверстия 19, когда в процессе измерения прикладывается давление.

Неограничивающие примеры материала подложки включают в себя термопластичные материалы, например полиолефины, полигалоуглеводороды и резину.

На фиг. 2 приведен вид сбоку элемента 10 и встроенного индикатора состояния 12, как описано выше. В показанном варианте воплощения этикетку 24 печатают со средством индикации 26, которая накладывается поверх индикатора состояния 12 (показанного на фиг. 2 пунктирными линиями), которая фиксируется на боковой стороне элемента, как показано на фиг. 1. Давление прикладывают к области включения 28, имеющей маркировку на этикетке "НАДАВИТЬ ЗДЕСЬ" с помощью пальца, ластика карандаша или любого другого тупого инструмента. При поддержании давления появляется изменение цвета вдоль средства индикации 26. Протяженность, на которую появляется изменение цвета вдоль средства индикации 26, обеспечивает измерение состояния батареи. Как только приложенное давление снимается, измерение останавливается и термохромный слой принимает свой исходный цвет.

В альтернативном описанному выше варианте воплощения (не показано) контакт 14 упруго располагается над клеммой 22 в то время, как контакт 16 является постоянно соединенным контактом. Контакт 16 не будет иметь изоляционного слоя 18, отделяющего его, как описано выше, от контейнера 22 так, чтобы этикетка 24 удерживала бы в механическом и электрическом контактировании контакт 16 с указанным контейнером. В этом варианте воплощения контакт 14 будет отделяться от отрицательной клеммы 22 с помощью изоляционного слоя 18, простирающегося вверх и поверх части клеммы 22, как показано на фиг. 1. Отверстие в слое 18, подобное отверстию 19, будет предусмотрено так, чтобы давление, прикладываемое поверх отверстия, обеспечивало бы механическое и электрическое контактирование с клеммой 22.

Таким образом, в описанных вариантах воплощения сильно разомкнутый контакт индикатора состояния соединяется с противоположной клеммой элемента с помощью встроенного коммутационного устройства. Это облегчается в описанных вариантах воплощения, имеющих контакт, обращенный лицом к клемме ячейки. В пределах объема настоящего изобретения находится разомкнутый контакт, обнаженный на внешней поверхности батареи и обращенный в направлении наружу от клеммы элемента. Например, отверстие в этикетке и подложке индикатора состояния, совпадающее с контактом, будет обнажать указанный контакт (см. фиг. 1В). Возможны также другие варианты воплощения, в которых обнажается разомкнутый контакт. (В любом из этих вариантов воплощения не будет отверстия 19 в изоляционном слое 18, а изоляционный слой будет простираться, по существу, за указанный контакт.) Соединение указанного обнаженного контакта с клеммой элемента достигается путем удержания дискретного проводящего элемента, например проволочного, столбикового, бумажного зажима или др., так, чтобы он касался как контакта, так и клеммы. Когда состояние элемента не тестируется, обнаженный контакт покрыт кусочком адгезивной пленки так, чтобы не могло иметь место случайное соединение. Этот вариант воплощения может быть предпочтительным для батарей, которые предназначены для применения в устройствах, где движение устройства может вызвать приложение давления на боковую сторону батареи, которое может привести к включению индикатора состояния, если он сконструирован так, как показано на фиг.1В.

Теперь будет описан другой вариант воплощения настоящего изобретения со ссылкой на рисунки 3, 3А, 3В, 3С и 4. На фиг. 3 показано поперечное сечение верхней части гальванического элемента 110. Элемент 110 содержит контейнер 120, уплотненный на открытом торце с помощью верхней части элемента, содержащей пластмассовое уплотняющее кольцо 130 и металлическую опору 140, спрессованную как показано по месту. Изолирующая прокладка 150 размещается на металлической опоре 140. Этот вариант воплощения отличается от предварительно описанного варианта воплощения тем, что контейнер 120 спрессован вовнутрь и контактирует с металлической опорой 140 так, чтобы металлическая опора электрически соединялась с указанным контейнером. Изолирующая прокладка 150 имеет расположенное в центре отверстие, которое сверху плотно пригнано к расположенной в центре бобышке 131 на уплотняющем кольце 130. Кроме того, изолирующая прокладка 150 имеет отверстия 151 и 152, которые более подробно описываются ниже. Изолирующая прокладка 150 может быть выполнена из любого электрически изолирующего материала, например полиэфира, поливинилхлорида, полиолефинов, стеклопластика, стекла, резины, поликарбоната, бумаги, картона и т.п.

Индикатор состояния батареи 112 располагается, как показано, поверх изолирующей прокладки 150. Индикатор 112 работает по тому же принципу, как и индикатор, описанный в связи с фиг.1 - 2. Как показано на фиг. 4, индикатор 112 содержит подложку 113, первый электрический контакт 114, второй электрический контакт 116 и резистивную часть 115, соединенную между контактами 114 и 116. Средство индикации соединяется между указанными контактами и содержит термохромный слой 118 в тепловом контактировании с резистивной частью 115. Подложка 113 имеет отверстие 117, расположенное на одном конце так, чтобы анодный проводник 123 проходил через указанное отверстие и удерживал индикатор состояния 112 против уплотняющего кольца 130. При удерживаемом в этом положении индикаторе 112 электрический контакт 116 располагается над отверстием 151 в изолирующей прокладке 150. Противоположный конец индикатора 112 плотно удерживается между концевой клеммой 122 и изолирующей прокладкой 150 с помощью этикетки 124. Электрический контакт 114 находится в механическом и электрическом контактировании с клеммой 122, как показано на фиг. 3А.

Концевая клемма 122 предусматривается с отверстием включения 125 и индикаторными отверстиями 126А, 126В и 126С.

Отверстие включения 125 располагается над частью индикатора состояния 112, которая наложена на отверстие 151 в изолирующей прокладке 150. Таким образом, когда инструмент, например конец карандаша, вставляется через отверстие включения 125 и надавливает на индикатор состояния 112, между контактом 116 и металлической опорой 140 создается электрический контакт. Как показано, металлическая опора 140 электрически соединяется с контейнером 120 и контейнер 120 находится в электрическом и механическом контактировании с положительным электродом. Таким образом, соединение контакта 116 с металлической опорой 140 замыкает цепь и ток течет через индикатор состояния 112. Резистивный элемент 115 генерирует тепло, и это тепло передается термохромному слою 118. Состояние батареи определяется наблюдением термохромного слоя 118 через индикаторные отверстия 126А, 126В и 126С. Резистивный элемент 115 предназначен для генерирования тепла так, чтобы, когда батарея полностью заряжена, индикаторный цвет наблюдался в термохромном слое 118 во всех трех отверстиях. В некотором промежуточном состоянии заряженности изменение цвета наблюдается только в двух отверстиях, а ближе к концу срока жизни батареи изменение цвета наблюдается только в одном отверстии.

В альтернативном варианте индикаторное отверстие может быть расположено поверх средства индикации, когда используются последовательные слои термохромного материала. Например, слоями наносятся три различных термохромных материала, имеющих различные температуры перехода, причем материал, имеющий наименьшую температуру перехода, располагается наверху, а материал, имеющий наибольшую температуру перехода, - внизу. Если каждый слой имеет отличающийся "холодный цвет", то наблюдаемый цвет зависит от того насколько нагрет резистивный элемент, что в свою очередь зависит от состояния батареи.

Для увеличения изменения цвета термохромного слоя 118 желательно делать отверстие 152 в изолирующей прокладке 150. Как показано на фиг. 3, отверстие 152 располагается ниже части индикатора 112, который содержит термохромный слой 118. Таким образом, под индикатором 112 предусматривается воздушный слой, который действует как воздушный изолятор. Однако отверстия 152 можно избежать, если материал, используемый в качестве изолирующей прокладки 150, сам является тепловым изолятором.

Конкретная конструкция индикатора состояния будет зависеть, безусловно, от размера и напряжения батареи, на которой он применяется. В приведенных ссылочных патентах содержится достаточно для квалифицированного специалиста информации, чтобы сконструировать и изготовить индикатор состояния, приемлемый для использования в настоящем изобретении. Термохромные материалы, описанные в указанных патентах, включают в себя жидкие кристаллы и термохромные пасты. Из этих материалов термохромные пасты являются предпочтительными, поскольку в этом случае возможны более контрастные цветовые эффекты, чем при использовании жидких кристаллов.

Описанные выше и показанные на чертежах конкретные варианты воплощения являются предпочтительными вариантами воплощения. Безусловно без отклонения от духа и объема в настоящем изобретении могут быть использованы другие варианты воплощения, другие материалы, гальванические элементы и индикаторы состояния, отличающиеся от конкретно описанных выше.


Формула изобретения

1. Гальванический элемент, имеющий две внешних клеммы, этикетку и индикатор состояния элемента, причем элемент содержит контейнер, внешняя наружная поверхность которого образует одну из указанных клемм, и средство для подвода электричества изнутри указанного контейнера через крышку, которая уплотняет контейнер, к другой из указанных внешних клемм, а индикатор содержит средство индикации, содержащее термохромный индикаторный материал и резистивный элемент, расположенный между первым и вторым электрическими контактами, которые во время работы указанного индикатора электрически соединены с указанными клеммами, отличающийся тем, что индикатор состояния выполнен как единое целое с гальваническим элементом, причем между резистивным элементом и гальваническим элементом расположен теплоизоляционный слой, вследствие чего теплоизоляция служит для теплового изолирования резистивного элемента, так что тепло, образующееся в нем, может эффективно передаваться термохромному индикаторному материалу.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что указанный теплоизоляционный слой размещен между контейнером и резистивным элементом.

3. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой является слоем изоляционного материала, который имеет размеры, достаточные для изолирования резистивного элемента от контейнера элемента.

4. Элемент по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой является слоем изоляционного материала, который имеет толщину, минимально необходимую, чтобы позволить индикатору состояния элемента функционировать надлежащим образом.

5. Элемент по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что на одной из клемм электрохимического элемента расположен контакт, который отделен от электрического контакта отверстием в теплоизоляционном слое, вследствие чего во время работы указанного индикатора этот контакт приводится в электрический контакт с этой клеммой путем приложения внешнего давления, чтобы вызвать прохождение контакта через отверстие в указанном теплоизоляционном слое.

6. Элемент по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что каждая часть индикатора состояния элемента по существу согласована с формой той части внешней поверхности элемента, на которой размещается индикатор.

7. Элемент по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что средство индикации расположено на внутренней поверхности этикетки, и тем, что прозрачная часть этикетки покрывает средство индикации.

8. Элемент по п.1, отличающийся тем, что резистивный элемент расположен на одной части внутренней поверхности этикетки, а термохромный материал расположен на другой стороне этикетки, совпадающей с положением резистивного элемента.

9. Элемент по п.1, отличающийся тем, что индикатор состояния элемента, по меньшей мере - частично, расположен на части этикетки, которая простирается вдоль части внешней стенки контейнера и вдоль части одной из клемм.

10. Элемент по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что одна из клемм содержит круглую металлическую концевую крышку, расположенную на крышке элемента, а указанный второй контакт предназначен для подключения к концевой крышке.

11. Элемент по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что один из первого и второго электрических контактов постоянно соединен с одной из внешних клемм.

12. Комбинация гальванического элемента и индикатора состояния элемента, причем указанный элемент содержит контейнер, по меньшей мере часть внешней поверхности которого образует первую внешнюю клемму, крышку для контейнера элемента, включающую в себя вторую внешнюю клемму, которая электрически изолирована от первой внешней клеммы, указанный индикатор состояния содержит первый электрический проводник для соединения с указанной второй клеммой и средство индикации для индикации состояния элемента, отличающаяся тем, что индикатор состояния располагается на конце элемента и содержит второй электрический проводник, который приспособлен для электрического соединения с первой внешней клеммой, но нормально разомкнут с ней, средство индикации приспособлено для индикации состояния указанного элемента после образования электрического соединения указанного второго электрического проводника с указанной первой клеммой.

13. Комбинация по п.12, отличающаяся тем, что электрический проводник выполнен с возможностью привода в действие через посредство отверстия для электрического соединения второго электрического проводника с первой клеммой.

14. Комбинация по п. 12, отличающаяся тем, что крышка содержит пластмассовый уплотняющий элемент и металлическую опору, расположенную поверх указанного уплотняющего элемента, которая электрически соединяется с указанной первой клеммой, а второй электрический проводник выполнен с возможностью механического и электрического соединения с указанной опорой.

15. Комбинация по п. 14, отличающаяся тем, что вторая клемма является металлической концевой крышкой, расположенной поверх указанной опоры, тем, что средство индикации и второй электрический проводник располагаются между указанной концевой крышкой и указанной металлической опорой, тем, что указанная концевая крышка имеет отверстие, расположенное поверх указанного второго электрического проводника для включения указанного индикатора состояния путем надавливания на указанный второй электрический проводник для приведения его в контактирование с указанной опорой.

16. Комбинация по любому из пп.1 - 15, отличающаяся тем, что один из первого и второго электрических проводников постоянно соединен с одной из указанных внешних клемм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к литиевым источником тока

Изобретение относится к области электротехники, в частности к литиевым источникам тока
Изобретение относится к электрохимии, а именно к утилизации литийсодержащих отходов, в частности отработанных и бракованных литиевых химических источников тока
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве литий-фторидных химических источников тока (ХИТ)
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве химических источников тока (ХИТ) с литиевым анодом
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве химических источников тока (ХИТ) с металлическим литиевым анодом

Изобретение относится к области космической электротехники и может быть использовано при проведении ресурсных испытаний оборудования ИСЗ, в частности аккумуляторных батарей (АБ)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве электрохимических элементов с индикатором состояния заряда

Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю электрических параметров аккумуляторных источников питания как отдельных аккумуляторов, так и батарей

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в любой отрасли промышленности для исследования и контроля качества электропроводящих материалов, тканей, сред, структур и обладающих внутренней электропроводностью устройств

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования и может быть использовано для дистанционного контроля за состоянием кислотного или щелочного аккумулятора (уровнем электролита в банках и предельной разряженностью) в процессе его эксплуатации, в частности на транспортных средствах, использующих аккумулятор в качестве источника пуска двигателя (автомобиль, трактор и так далее) и источника движения (электрокары, электромобили и так далее)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к эксплуатации аккумуляторных батарей

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным элементам, в частности к аккумуляторам с плоскими электродами и корпусом из непроводящего немагнитного материала, комбинированным с индикаторами состояния, сигнализирующими о переходе аккумуляторов в аварийный режим при тепловом разгоне

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для контроля напряжений аккумуляторных батарей, в том числе эксплуатируемых на транспортных средствах

Изобретение относится к гальваническому элементу и встроенному индикатору состояния заряда

Наверх