Металловодяная батарея

Изобретение относится к устройствам для накапливания электрической энергии и последующего использования ихи преобразования в автономном режиме для функционирования различных аппаратов и может быть использовано, например, в качестве маломощных источников питания. Металловодяная батарея (МВБ) имеет корпус, содержащий металловодяные элементы, включающие анод, катод, залитые электролитом и соединенные в общий заливочный трубопровод с воронкой, которая соединяется с цилиндрической заливочной емкостью, отвод газов, образующихся в результате реакции, осуществляется в коллектор, при этом в металловодяных элементах сегментный корпус выполнен из намагниченного материала и представляет собой подковообразный магнит, соединяемый в донной части с основанием-коллектором через изолирующую прокладку, причем анод содержит пластины из магниевого сплава, соединенные в пакет, между ними с зазором вставлены пластины из угля, соединенные в пакет и заливаемые электролитом на водной основе, в нижней части пакетов вставлен воздушный распылитель, к которому компрессором через гибкий шланг подводится воздух. Техническим результатом изобретения является повышение удельных электрических характеристик МВБ, увеличение ресурса и удобство эксплуатации. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для накапливания электрической энергии и последующего использования ее и преобразования в автономном режиме для функционирования различных аппаратов и может быть использовано, например, в качестве маломощных источников питания.

Известна аккумуляторная батарея, содержащая металлический контейнер, в который помещены аккумуляторы в пластмассовых сосудах, соединенные между собой шинами, при этом контейнер выполнен герметичным, имеет узел крепления батареи к различным типам летательных аппаратов, устройство для соединения с дренажной системой летательного аппарата, а аккумуляторы - специальный V-образный экран для предотвращения обрызгивания батареи электролитом при заряде, причем батарея оснащена термодатчиком, сигнализирующим о критическом повышении температуры аккумуляторной батареи (патент РФ №2313159, МПК Н01М 10/28, опубл. 20.12.2007).

Недостатками известного аккумулятора являются необходимость заливки химического электролита, кроме того требуется периодический цикл доливки и зарядки аккумулятора, сложность в обслуживании аккумулятора.

Наиболее близким по технической сущности является изобретение «Металловоздушная батарея». Согласно изобретению МВБ содержит корпус, электрические выводы, по крайней мере, два металловодяных элемента карманного типа с газодиффузионными катодами, расположенными на противоположных стенках кармана, жидким электролитом и металлическими анодами, расположенными в электролите внутри кармана, установленные в корпусе с зазором друг от друга, контур электролита с общим коллектором и электролитной емкостью и систему подачи воздуха с вентилятором, при этом электролитная емкость и общий коллектор размещены выше верхней кромки металловоздушных элементов, а электролитная емкость соединена с коллектором гибким трубопроводом. В нижней части каждого элемента на одной или обеих торцевых стенках выполнено отверстие, диаметр которого составляет от 0,8 до 1 внутреннего поперечного размера элемента. Указанные отверстия гибкими трубопроводами соединены с одним или двумя общими коллекторами. Общие коллекторы выполнены из материала, не смачиваемого электролитом. Электролитная емкость выполнена в виде воронки с эластичной полусферической крышкой, надетой с натягом на воронку. В торцах коллекторов могут быть установлены съемные пробки. Каждый элемент МВБ снабжен уплотняемой крышкой, которая имеет полость, сообщающуюся трубопроводом с электролитом элемента и заполненную электролитом или водой. При этом нижняя кромка указанного трубопровода расположена под уровнем электролита в элементе. Соотношение объема полости в крышке и массы анода в элементе составляет (см3/г) от 1 до 10. Вентилятор установлен на торцевой стенке корпуса батареи и через терморегулятор соединен с электрическими выводами батареи. Металлический анод каждого элемента МВБ снабжен цилиндрическим токоотводом, к которому присоединен гибкий герметичный токовывод, проходящий через уплотняемое отверстие, расположенное в верхней части торцевой стенки каждого элемента. В верхней части торцевой стенки каждого элемента выполнены отверстия для эвакуации выделяющегося водорода, при этом отверстия объединены общим коллектором. (Патент РФ №2183371, МПК Н01М 12/06 опубл. 10.06.2002).

Недостатком изобретения является сложность в обслуживании двух карманов, имеющих сужение в средней части и ненадежная эксплуатация с гибкими трубопроводами.

Задачей изобретения является создание МВБ, обладающей повышенной емкостью, длительным ресурсом и удобством эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что МВБ содержит корпус, электрические выводы, по крайней мере, двенадцать металловодяных элементов, водный раствор в котором в качестве металооводяных элементов используются угольные электроды, вставленные с зазором внутри оболочки из магниевых сплавов расположенные внутри магнитных секций с общим коллектором и электролитной емкостью включающей систему подачи воды и систему подачи воздуха с компрессором, при этом в нижней части сегмента вставлен распылитель воздуха. Парное сочетание электродов магниевый сплав и уголь в воде позволяет на выходе получать напряжение до 1,2 В, причем в результате электрохимической реакции магниевый сплав уменьшается, его поверхность требует очистки. Для этого используется барботаж с нижней части металооводяных элементов с помощью подводимого воздуха с компрессора и воздушного распылителя. Для повышения эффективности реакции между анодом и катодом корпус сегментов выполнен и магнитного сплава, создающего магнитное поле внутри сегмента, ускоряя процессы реакции.

Выполнение МВБ в соответствии с указанными признаками позволяет существенно повысить удельные электрические характеристики и ресурс батареи за счет исключения паразитных токов утечки по электролиту и упростить эксплуатацию за счет соединения сегментных корпусов с пакетами анодов и катодов с основанием-коллектором электролитной емкости, которая позволяет оперативно осуществлять обслуживание и заправку элементов водным электролитом.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство, вид сбоку, на фиг. 2 - вид сверху. Металловодяная батарея (МВБ) имеет корпус 1, содержащий металловодяные элементы 2, включающие анод, катод, залитые электролитом и соединенные в общий заливочный трубопровод 8 с воронкой 7, которая соединяется с цилиндрической заливочной емкостью 6, отвод газов, образующихся в результате реакции осуществляется в коллектор 13, отличающаяся тем, что в металловодяных элементах 2 сегментный корпус 3 выполнен из намагниченного материала, представляющий подковообразный магнит, соединяемый в донной части с основанием-коллектором 10 через изолирующую прокладку, при чем анод содержит пластины из магниевого сплава 5, соединенные в пакет, между ними с зазором вставлены пластины из угля 4, соединенные в пакет, заливаемые электролитом на водной основе, в нижней части пакетов вставлен воздушный распылитель 12, к которому компрессором 9 через гибкий шланг 11 подводится воздух

Батарея работает следующим образом. В емкость основание-коллектор 10 через общий заливочный трубопровод 8 с воронкой 7, и цилиндрическую заливочную емкостью 6 через фильтр заливают воду, электролит самотеком поступает сразу во все элементы МВБ. Между анодом и катодом происходит электрохимическая реакция, которая ускоряется магнитным полем корпуса сегментов. В результате на пластинах происходит разделение зарядов, ЭДС через шины поступает на шины-электроды. Батарея готова к приему нагрузки. В процессе работы выделяющийся водород удаляется через коллектор 13, а твердые продукты реакции (шлам) скапливаются на дне емкости основание-коллектор 10. Израсходованный в процессе работы электролит автоматически доливается из полости 6 через общий заливочный трубопровод 8 в основание-коллектор 10. Чистота анода и катода, а также температурный режим МВБ поддерживается в заданном диапазоне путем периодического выключения компрессора по сигналу термодатчика (либо датчика времени).

Таким образом предлагаемая металловодяная батарея может обеспечить повышенными удельными электрическими характеристиками, длительным ресурсом и удобством эксплуатации и может быть реализована на практике в сельской местности и в труднодоступных районах для подачи энергии в компьютерную и радиоаппаратуру, а также зарядки аккумуляторных батарей.

Металловодяная батарея имеющая корпус, содержащий металловодяные элементы, включающие анод, катод, залитые электролитом и соединенные в общий заливочный трубопровод с воронкой, которая соединяется с цилиндрической заливочной емкостью, отвод газов, образующихся в результате реакции, осуществляется в коллектор, отличающаяся тем, что в металловодяных элементах сегментный корпус выполнен из намагниченного материала и представляет собой подковообразный магнит, соединяемый в донной части с основанием-коллектором через изолирующую прокладку, причем анод содержит пластины из магниевого сплава, соединенные в пакет, между ними с зазором вставлены пластины из угля, соединенные в пакет и заливаемые электролитом на водной основе, в нижней части пакетов вставлен воздушный распылитель, к которому компрессором через гибкий шланг подводится воздух.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к аккумуляторам для транспортных средств с питанием от собственных источников. Способ регулирования работы металло-воздушной батареи заключается в том, что регулируют по меньшей мере один из следующих параметров: электрический ток, вырабатываемый батареей, температура батареи, температура электролита и напряжение, вырабатываемое батареей.

Изобретение относится к химическим источникам тока, а именно к воздушно-металлической подзаряжаемой батарее (1), содержащей корпус (11), внутри которого расположены воздушный электрод (22), отрицательный электрод (3) и электролит, причем воздушный электрод (22) выполнен с возможностью извлечения из корпуса и расположен в кассете.

Изобретение относится к положительному электроду для литиево-воздушной батареи, а также к способу его приготовления. Положительный электрод для литиево-воздушной батареи содержит: токоотвод положительного электрода, образованный пористым металлом; и активный слой положительного электрода, предусмотренный на токоотводе положительного электрода и включающий в себя проводящий материал и катализатор для восстановления кислорода, и при этом пористый металл имеет диаметр пор, равный или больший 20 нм и равный или меньший 1 мм.

Изобретение относится к катоду для металло-воздушных источников тока. Катод включает основу из пористого проницаемого для молекулярного кислорода электропроводящего материала, на рабочую поверхность которого нанесен сополимер, полученный путем сополимеризации мономерного комплексного соединения переходного металла с основанием Шиффа и мономера из группы тиофенов.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к литий-воздушному аккумулятору и способу его изготовления, и может быть использовано для электропитания различного оборудования.

Изобретение относится к металловоздушному источнику тока и его катоду. Катод включает основу из пористого проницаемого для молекулярного кислорода электропроводящего материала, на рабочей поверхности которого нанесено полимерное комплексное соединение переходного металла с основанием Шиффа, имеющие стековую структуру, в которой отдельные фрагменты упомянутого полимерного соединения связаны между собой благодаря донорно-акцепторному взаимодействию, например соединение вида poly-[M(R, R′-Salen)], poly-[M(R, R′-Saltmen)] или poly-[M(R, R′-Salphen)].

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является достижение устойчивости электроснабжения в сети и сдвига подачи электроэнергии в периоды пиковой и непиковой нагрузок.

Изобретение относится к химическим источникам тока с газодиффузионным воздушным катодом, металлическим анодом и водными растворами электролитов. Металло-воздушный источник тока содержит корпус, заполненный электролитом, размещенный внутри него металлический анод, газодиффузионные воздушные катоды, расположенные по обе стороны металлического анода.

Изобретение относится к источникам энергии, а именно к способам замены расходуемого электрода в воздушно-алюминиевом топливном элементе без прерывания цепи энергообеспечения.

Изобретение относится к собранной батарее, включающей в себя множество элементов с воздушной деполяризацией. Техническим результатом является уменьшение внутреннего сопротивления.

Изобретение относится к устройствам для накапливания электрической энергии и последующего использования ихи преобразования в автономном режиме для функционирования различных аппаратов и может быть использовано, например, в качестве маломощных источников питания. Металловодяная батарея имеет корпус, содержащий металловодяные элементы, включающие анод, катод, залитые электролитом и соединенные в общий заливочный трубопровод с воронкой, которая соединяется с цилиндрической заливочной емкостью, отвод газов, образующихся в результате реакции, осуществляется в коллектор, при этом в металловодяных элементах сегментный корпус выполнен из намагниченного материала и представляет собой подковообразный магнит, соединяемый в донной части с основанием-коллектором через изолирующую прокладку, причем анод содержит пластины из магниевого сплава, соединенные в пакет, между ними с зазором вставлены пластины из угля, соединенные в пакет и заливаемые электролитом на водной основе, в нижней части пакетов вставлен воздушный распылитель, к которому компрессором через гибкий шланг подводится воздух. Техническим результатом изобретения является повышение удельных электрических характеристик МВБ, увеличение ресурса и удобство эксплуатации. 2 ил.

Наверх