Химический источник тока системы диоксид марганца - литий

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности источникам тока системы диоксид марганца - литий. Источник тока содержит металлический корпус, положительные и отрицательные электроды, сепараторы из пористого полипропилена, термочувствительные прокладки, размещенные на поверхности положительных электродов, проницаемые для электролита, выполненные из термостойкого пористого материала и легкоплавкого инертного вещества, и электролит. Для повышения мощностных разрядных характеристик источника тока при сохранении высокой жаровзрывобезопасности термочувствительные прокладки имеют однородную мелкопористую структуру, образованную путем нанесения на термостойкую пористую основу тонкого слоя легкоплавкого инертного вещества в виде порошка с частицами определенного размера. Техническим результатом изобретения является повышение удельных электрических характеристик ХИТ.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к химическим источникам тока (ХИТ) системы диоксид марганца - литий, и является усовершенствованием известной конструкции ХИТ, описанной в авт. св. 1780479, кл. Н 01 М 6/16, 1990 г.

Известен ХИТ системы диоксид марганца - литий, состоящий из металлического герметичного корпуса, положительных и отрицательных электродов, разделенных сепараторами из пористого полипропилена, залитый электролитом и имеющий проницаемые для электролита термочувствительные прокладки, расположенные между положительными и отрицательными электродами. Термочувствительные прокладки выполнены из термостойкого пористого материала, пропитанного легкоплавким инертным веществом, и для придания им электролитопроницаемости отперфорированы. Термочувствительные прокладки обеспечивают пожаровзрывобезопасность при коротком замыкании (КЗ) и повышенной температуре эксплуатации. При КЗ или работе в условиях повышенных температур источник тока разогревается до температуры плавления легкоплавкого вещества термочувствительных прокладок, что приводит к резкому уменьшению проницаемости прокладок для электролита, электрическое сопротивление прокладок возрастает и величина тока в ХИТ снижается [1].

Известен также ХИТ, являющийся усовершенствованием конструкции, описанной в [1]. Усовершенствование состоит в том, что термочувствительные прокладки размещены непосредственно на рабочих поверхностях положительных электродов. Такое расположение прокладок обеспечивает хороший тепловой контакт с активной массой положительного электрода, поэтому при КЗ срабатывание тепловой защиты происходит более эффективно, уменьшаются потери легкоплавкого вещества, следствием чего является уменьшение массы прокладок, их толщины. Уменьшение же объемной доли и веса балластных веществ в блоке электродов позволяет увеличить закладку электродных материалов, т.е. повысить электрические параметры ХИТ [2].

Недостатком описанного технического решения является использование термочувствительных прокладок с неравномерной структурой, т.е. имеющих неравномерную проницаемость для электролита и, следовательно, разброс разрядных характеристик ХИТ по поверхности положительных электродов, на которых расположены прокладки. Это происходит потому, что при перфорации пропитанной легкоплавким веществом термостойкой пористой основы для придания прокладкам электролитопроницаемости происходит беспорядочное разрушение (дробление) слоя легкоплавкого вещества на фрагменты различных форм и размеров, частичное осыпание вещества с некоторых участков прокладки, что и приводит к разбросам величины пористости (электросопротивления) отдельных участков термочувствительных прокладок, следствием чего является разброс удельной электрической мощности и снижение общей емкости ХИТ. Неоднородность структуры термочувствительных прокладок отрицательно сказывается и на времени срабатывания тепловой защиты ХИТ при КЗ: участки прокладки с меньшим электрическим сопротивлением (большей величиной пористости) срабатывают быстрее, чем участки с большим сопротивлением (меньшей пористостью). Это приводит к увеличению времени падения тока КЗ в ХИТ и к повышению температуры его разогрева.

Целью предлагаемого изобретения является повышение удельных электрических характеристик ХИТ системы диоксид марганца - литий за счет упорядочения и оптимизации структуры термочувствительных прокладок. Указанная цель достигается тем, что в химическом источнике тока системы диоксид марганца - литий, состоящем из герметичного металлического корпуса, установленных в него положительных и отрицательных электродов, разделенных сепаратором, залитых электролитом, с расположенными на поверхности положительных электродов дополнительными термочувствительными прокладками, выполненными из пористого термостойкого материала и легкоплавкого инертного вещества, согласно изобретению термочувствительные прокладки изготовлены путем нанесения на термостойкую пористую основу тонкого слоя легкоплавкого инертного вещества в виде порошка с частицами определенного размера, обеспечивающего прокладкам равномерную структуру и требуемую величину пористости (электрического сопротивления электролита в межэлектродном пространстве).

Сравнительные испытания ХИТ предлагаемой конструкции и прототипа показали, что при сохранении надежной пожаровзрывобезопасности при КЗ источники тока предлагаемой конструкции с термочувствительными прокладками, имеющими массу 2,2-2,5 г, толщину 0,2-0,25 мм, пористость 30-35% (у прототипа: масса 2,2-2,5 г, толщина 0,2-0,25 мм, пористость 15-20%), изготовленными путем нанесения на пористый полипропилен слоя порошка полиэтиленового воска с размерами частиц 60-100 мкм, имели мощностные характеристики в 2-2,5 раза выше, чем у прототипа. Повышение мощностных характеристик ХИТ позволяет расширить область применения их в качестве питания различной аппаратуры, как слаботочной, так и с повышенными токами потребления, и значительно расширить рабочий температурный диапазон в сторону отрицательных температур - до минус 30^oС и ниже.

Источники информации 1. Авт. св. СССР N 1660546, кл. H 01 M 6/16, 1989 г.

2. Авт. св. СССР N 1780479, кл. H 01 M 6/16, 1990 г.

Формула изобретения

Химический источник тока системы диоксид марганца - литий, состоящий из герметичного корпуса с установленным в нем положительными и отрицательными электродами, разделенными сепаратором, электролита, заполняющего межэлектродное пространство, и имеющихся на поверхности положительных электродов дополнительных термочувствительных прокладок, выполненных из пористого термостойкого материала и нанесенного на него тонкого слоя легкоплавкого инертного вещества, отличающийся тем, что термочувствительные прокладки имеют равномерную структуру с пористостью 30-35% за счет нанесения на пористый термостойкий материал тонкого слоя легкоплавкого инертного вещества в виде порошка с размером частиц 60-100 мкм.