Аккумуляторная батарея

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУц 465005 Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимый от патента32) Приоритет 24.11.70 (31) 55835/733) Великобритания Гасударственные иомите Совета Министров СССР ао делам изобретенийи открытий Опубликовано 25,03.75. Бюллетень1 Дата опубликования описания 18,07.75 53) УДК 621,355,9,03(088,8) 2) Авторы изобретен Иностран ж Джибсон (Великобри Иностранная итиш Рэйлве (Великобри цыи Рональдтания)фирмайз Боардтания) нД олланд) АККУМУЛЯТОРНАЯ ВАтАРЕ Каждый элемент б вой корпус 1, к конц уплотнений 2 и 3 пр электроды-токоотводь выми пластинами эле мента между его кон 5, являющаяся мемб собой твердый электр ми 4 и мембраной 5 переходных а кремния металл Известна аккумуляторная батарея с расплавами щелочного металла и серы в качествеактивных анодного и катодного веществ, содержащая в твердом цилиндрическом корпусеряд последовательно соединенных элементовс твердым электролитом в виде мембраны,проводящей ионы щелочного металла, например из Р-глинозема, и разделяющей элементна анодную и катодную камеры, которые ограничены гибкими инертными электродами-токо. 10отводами.Для упрощения конструкции предложенокаждый электрод-токоотвод выполнять в вицепластины и жестко прикреплять к корпусу батареи между анодной и катодной камерамч 15двух соседних элементов,На фиг. 1 изображен один элемент предложенной батареи, поперечный разрез; на фиг,2 - электрод-токоотвод (три варианта выполнения); на фиг, 3 - батарея элементов. 20 атареи содержит кольцеам которого с помощью икреплены пластинчатые4, являющиеся торца мента, Через корпус элецами проходит пластина раной, представляющей олит, Между электрода- находятся ограниченные 3 пространства, являющиеся катодной 6 и анодной 7 камерами элемента,Корпус 1 по существу является стенкой элемента и должен быть жестким и непроницаемым. Он может изготавливаться из спеченного глинозема или любого материала, к которому можно припаять пластину 5 (мембрану из жесткого электролита) и который является электрическим изолятором. Корпус должен быть стойким к воздействию натрия.Пластина 5 - поликристаллический материал со структурной решеткой и ионами натрия, подвижными относительно решетки. Она крепится к корпусу 1 с помощью непроницаемого уплотнения 8, например нз стекла, стоцкого к воздействшо натрия н серы, которое совместимо с пластиной 5 и корпусом 1.Каждый электрод 4 - это электропроводящая гибкая диафрагма, стойкая к воздействию натрия и серы. Стойкость к воздействию серы может достигаться за счет применения нержавеющей стали или путем нанесения на металлическую пластину одного из следующих покрытий:а) хромового - путем плакирования или хромирования;б) из сульфидов переходных металлов, например сернистого железа;в) из карбидов или нитридовов или карбида или нитрид3Электроды 4 крепятся к корпусу 1 с помощью уплотнений 2 и 3, которые могут нредставлягь собой работающие на сжатие уплотнения с прокладкой или О-образным кольцом из сжима 1 ощегося материала, стойкого к действию натрия. Уплотнения 2 и 3 могут быть герметичными.Характер изгиба электродов 4 нри зарядке и разрядке элемента показан на фиг. 2, а. Для увеличения гибкости электрод 4 можег выполняться гофрированным по всей рабочей поверхности (см. фиг. 2,б) или на концевых участках (см, фиг. 2, в).Если элемент собирается в разряженном состоянии путем заполнения камеры 6 сначала полисульфидом натрия, то нет необходимости заполнять камеру 7 металлом - натрием при условии, что между пластиной 5 и электродом 4 из камеры 7 проходит поток электронов. В камере 7 происходит образование металлического натрия путем электролиза после нагревания элемента до температуры выше точки плавления полисульфида натрия в камере б.На фиг. 3 батарея образована путем соединения нескольких элементов их концами в последовательную электрическую цепь. Один электрод 4 располагается между соседними электродами и является двухполюсным электродом, служащим торцовой пластиной для обоих элементов.Комплект элементов зажим ается между алюминиевыми дисками 9, которые стянуты зажимами из стальных гаек и болтов 10 н 11, Для прерывания электрической цепи между двумя алюминиевыми дисками 9 отверстия для болтов в одном алюминиевом диске снабжены втулками из к-глинозема и между головками болтов и тем же алюминиевым диском 9 помещается асбестовая пластинка.Коэффициент теплового расширения материала, из которого изготовлены болты 11, равен или меньше коэффициента теплового расширения материала, из которого выполнены корпуса элементов. Размер двух алюминиевых 465005дисков 9 таков, что их линейное расширение превышает линейное расширение стальных болтов при нормальной рабочей температуре батареи, например 350 С. Таким образом, при5 нормальной рабочей температуре батареи сила сжатия во всем комплекте элементов сохраняется или даже увеличивается по сравнению с той, которая была при элементе в холодном состоянии.10 При разрядке элементов натрий мигрируетчерез пластину 5 электролита из анодных камер 7 в катодные камеры 6. Это приводит к увеличению объема и гидростатического давления в катодных камерах б, что компен сируется за счет изгибания двухполюсныхэлектродов 4 (показано пунктирной линией).Если несколько элементов, образующих багарею, собраны вместе, то увеличение в объеме катодной камеры и возникающее в результате 20 этого изгиоание двухполюсных электродовкомпенсируется потерей вещества из соседних анодных камер 7. Обратный процесс происходит при повторной зарядке батареи, Такая компоновка элементов может применяться и с 25 плоскими электродами 4. Тогда при зарядкеили разрядке двухполюсные электроды буду стремиться к упругонапряженному состоянию,Предмет изобретения30Аккумуляторная батарея с расплавами щелочного металла и серы в качестве активных анодного и катодного веществ, содержащая в твердом цилиндрическом корпусе ряд последо вательно соединенных элементов с твердымэлектролитом в виде мембраны, проводящей ионы щелочного металла, например из р-гли изема, и разделяющей элемент на анодную и катодную камеры, которые ограничены гибкими 40 инертными электродами-токоотводами, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, каждый электрод-токоотвод выполнен в виде пластины и жестко прикреплен к корпусу батареи между анодной и катодной камерами двух соседних элементов.