Химический источник тока резервного типа

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве первичных металловоздушных химических источников тока (ХИТ) резервного типа. Согласно изобретению ХИТ корпус и расположенный в нем, по крайней мере, один электрохимический элемент, включающий анод, катод, сепаратор, ампулу с электролитом и устройство взведения, отличающийся тем, что анод выполнен из электрохимического активного металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний, цинк или их сплавы, в качестве катода взят газодиффузионный воздушный электрод, в качестве сепаратора взят микропористый электроноситель, а ампула с электролитом расположена между стенкой корпуса и тыльной стороной анода. При этом нижняя кромка электролитоносителя может быть расположена под ампулой с электролитом, а устройство взведения выполнено в виде толкателя с иглой, которое размещено в нижней части корпуса под ампулой с электролитом. Устройство взведения может быть выполнено в виде упругой стенки корпуса, примыкающей к ампуле с электролитом и снабженной режущими элементами. Воздушный катод может быть закрыт внешней перфорированной защитной крышкой. Электрохимический элемент ХИТ может быть снабжен дренажом для выхода газов при работе и взведении, выполненным в виде пробки из пористого фторопласта, расположенной в верхней части корпуса. 1 с. и 10 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве первичных металловоздушных химических источников тока (ХИТ) резервного типа, предназначенных для использования в портативных электронных устройствах, например в сотовых телефонах и ноутбуках.

Известен ХИТ резервного типа, содержащий анод, катод, сепаратор и камеру электролита, размещенные в корпусе (SU 4434, H 01 M 6/32, 31.01.1928).

Недостатком данного ХИТ является необходимость его горизонтального расположения для обеспечения работоспособности, поскольку после взведения электролит самотеком перетекает в зазор между анодом и катодом. Это ограничивает возможность использования ХИТ.

Из известных ХИТ резервного типа наиболее близким по совокупности существенных признаков является ХИТ, содержащий корпус и расположенный в нем, по крайней мере, один электрохимический элемент, включающий анод, катод, сепаратор, ампулу с электролитом и устройство взведения (SU 1762344 А1, H 01 М 6/32, 15.09.92).

Недостатком указанного ХИТ является низкие удельные электрические характеристики из-за размещения в корпусе ампулы с электролитом и буферной емкости.

Задачей изобретения является создание ХИТ резервного типа, обладающего повышенными удельными электрическими характеристиками.

Указанный технический результат достигается тем, что ХИТ резервного типа содержит корпус и расположенный в нем, по крайней мере, один электрохимический элемент, включающий анод, катод, сепаратор, ампулу с электролитом и устройство взведения, при этом анод выполнен из электрохимического активного металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний, цинк или их сплавы, в качестве катода взят газодиффузионный воздушный электрод, в качестве сепаратора взят микропористый электролитоноситель, а ампула с электролитом расположена между стенкой корпуса и тыльной стороной анода.

Выполнение ХИТ в соответствии с указанными признаками позволяет существенно повысить удельные электрические характеристики за счет использования энергоемкой металловоздушной электрохимической системы и размещения ампулы с электролитом между стенкой корпуса и тыльной поверхностью анода.

Целесообразно, чтобы нижняя кромка электролитоносителя была расположена под ампулой с электролитом. Такое расположение электролитоносителя позволяет надежно пропитать его электролитом при взведении ХИТ путем разрушения ампулы.

Целесообразно, чтобы устройство взведения было выполнено в виде толкателя с иглой или поворотного ножа с рукояткой и размещено в нижней части корпуса под ампулой с электролитом. Такое выполнение устройства взведения позволяет надежно разрушить ампулу с электролитом и подготовить ХИТ к использованию.

Целесообразно, чтобы устройство взведения было выполнено в виде упругой стенки корпуса, примыкающей к ампуле с электролитом. Такое выполнение устройства взведения существенно упрощает конструкцию ХИТ и повышает его удельные характеристики за счет уменьшения габаритных размеров. Разрушение ампулы обеспечивается за счет ее механической деформации через упругую стенку корпуса.

Целесообразно, чтобы упругая стенка корпуса была снабжена режущими элементами (не показано). Наличие режущих элементов на стенке повышает надежность разрушения ампулы и подготовку ХИТ к использованию.

Целесообразно, чтобы воздушный катод ХИТ был закрыт внешней перфорированной защитной крышкой (не показано). Наличие защитной крышки предохраняет катод от повреждения и повышает надежность работы ХИТ.

Целесообразно, чтобы электрохимический элемент был снабжен дренажем для выхода газов при работе и взведении. Наличие дренажа обеспечивает надежность заправки электролитом и взведения ХИТ.

Целесообразно, чтобы дренаж был выполнен в виде пробки из пористого гидрофобного материала, расположенной в верхней части корпуса. Выполнение дренажа в виде пористой гидрофобной пробки повышает надежность работы ХИТ за счет предотвращения потери электролита и возможности попадания посторонних примесей.

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

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами и описанием работы заявленного ХИТ.

На фиг. 1а представлен поперечный разрез заявленного ХИТ.

На фиг. 1б показан фронтальный вид заявленного ХИТ.

Представленный на фиг. 1а, 1б металловоздушный ХИТ резервного типа содержит корпус 1, содержащий три электрохимических элемента. Каждый электрохимический элемент включает анод 2, катод 3, микропористый электролитоноситель 4, электролит 5, расположенный в ампуле 6, пористую фторопластовую пробку 7 для выхода газов при взведении ХИТ и его работе и устройство взведения. Устройство взведения включает, например, как показано на чертеже, поршень-толкатель 9, иглу 8 и уплотнение 10. ХИТ снабжен токовыводами 11, 12 для подключения к нагрузке.

Заявленный ХИТ работает следующим образом. При взведении ампула 6 с электролитом 5 разрушается иглой 7 устройства взведения. Электролит вытекает из ампулы и под действием капиллярных сил всасывается в электролитоноситель 4. Между анодом 2 и катодом 3 появляется ионная связь по электролиту и ХИТ готов к приему нагрузки, которая снимается с токовыводов 11, 12.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный металловоздушный ХИТ резервного типа может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствует критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. Химический источник тока резервного типа, содержащий корпус и расположенный в нем, по крайней мере, один электрохимический элемент, включающий анод, катод, сепаратор, ампулу с электролитом и устройство взведения, отличающийся тем, что анод выполнен из электрохимического активного металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний, цинк или их сплавы, в качестве катода взят газодиффузионный воздушный электрод, в качестве сепаратора взят микропористый электролитоноситель, а ампула с электролитом расположена между стенкой корпуса и тыльной стороной анода.

2. Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что нижняя кромка электролитоносителя расположена под ампулой с электролитом.

3. Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что устройство взведения выполнено в виде толкателя с иглой.

4. Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что устройство взведения выполнено в виде поворотного ножа с рукояткой.

5. Химический источник тока по п.3 или 4, отличающийся тем, что устройство взведения размещено в нижней части корпуса под ампулой с электролитом.

6. Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что устройство взведения выполнено в виде упругой стенки корпуса, примыкающей к ампуле с электролитом.

7. Химический источник тока по п.6, отличающийся тем, что упругая стенка корпуса снабжена режущими элементами.

8. Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что воздушный катод закрыт внешней перфорированной защитной крышкой.

9. Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что электрохимический элемент снабжен дренажом для выхода газов при работе и взведении.

10. Химический источник тока по п.9, отличающийся тем, что дренаж выполнен в виде пробки из пористого гидрофобного материала, расположенной в верхней части корпуса.

11. Химический источник тока по п.10, отличающийся тем, что в качестве гидрофобного материала взят фторопласт.

РИСУНКИ

Рисунок 1