RU60792U1

RU60792U1 - PRIMARY LITHIUM BATTERY

Info

Publication number: RU60792U1
Application number: RU2006135935/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Шаронов; Николай Павлович Ковынев; Евгений Иванович Дмитриев; Сергей Александрович Галкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Литий-Элемент"
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2007-01-27

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве батарей из первичных химических источников тока (ИТ), предназначенных для основного и резервного обеспечения электроэнергией систем телемеханики и аварийной сигнализации, автономной аппаратуры внутритрубных диагностических устройств и приборов нефтепроводов и газопроводов, а также для применения в качестве автономных источников питания других различных электронных устройств и приборов. Задача - создание первичной литиевой батареи с повышенной надежностью. Технический результат - обеспечение направленного выхода избыточного давления из корпуса ИТ при исключении попадания химически активных продуктов за пределы батареи в процессе ее эксплуатации. Первичная литиевая батарея содержит ИТ, каждый из которых снабжен предохранительным клапаном для сброса избыточного давления и закреплен относительно других ИТ, при этом в области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого ИТ выполнена полость. Новым является то, что батарея снабжена, по крайней мере, одним каркасом с установочными местами для размещения ИТ с зазором относительно друг друга, клапан для сброса избыточного давления представляет собой зону ослабления прочности, размещенную на корпусе ИТ и разрушающуюся при избыточном давлении внутри ИТ, при этом полость, обеспечивающая срабатывание клапана для сброса избыточного давления и размещение в ней химически активных продуктов из корпуса ИТ, выполнена свободной и изолированной от окружающего батарею пространства. Полость в батареи может быть выполнена в установочном месте для размещения ИТ. Кроме того, зазоры между ИТ могут быть заполнены поглотителем продуктов, выделяющихся из ИТ. 1 н.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 8 илл.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the production of batteries from primary chemical current sources (IT), intended for primary and backup power supply of telemechanics and alarm systems, autonomous equipment of in-line diagnostic devices and devices for oil and gas pipelines, as well as for use as autonomous power supplies of various other electronic devices and devices. The task is to create a primary lithium battery with increased reliability. The technical result is the provision of a directed exit of excess pressure from the IT case while eliminating the ingress of chemically active products outside the battery during its operation. The primary lithium battery contains IT, each of which is equipped with a safety valve to relieve excess pressure and is fixed relative to other IT, while a cavity is made in the valve placement area for relieving pressure of each IT. What's new is that the battery is equipped with at least one frame with mounting places for placing IT with a gap relative to each other, the valve for relieving overpressure is a zone of weakening of strength, placed on the housing of the IT and collapsing with excess pressure inside the IT, This cavity, which provides valve actuation to relieve excess pressure and the placement of chemically active products from the IT housing, is made free and isolated from the space surrounding the battery. The cavity in the battery can be made in the installation location for IT. In addition, the gaps between IT can be filled with an absorber of products released from IT. 1 n.p. f-ly, 2 z.p. f-ly, 8 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве батарей из первичных химических источников тока (ИТ), предназначенных для основного и резервного обеспечения электроэнергией систем телемеханики и аварийной сигнализации, автономной аппаратуры внутритрубных диагностических устройств и приборов нефтепроводов и газопроводов, а также для применения в качестве автономных источников питания других различных электронных устройств и приборов.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the production of batteries from primary chemical current sources (IT), intended for primary and backup power supply of telemechanics and alarm systems, autonomous equipment of in-line diagnostic devices and devices for oil and gas pipelines, as well as for use as autonomous power supplies of various other electronic devices and devices.

Известна первичная литиевая батарея, содержащая корпус, внутри которого размещены первичные литиевые элементы, соединенные, по крайней мере, в две параллельные электрические цепи, связанные с токовыводами через термопредохранитель, и снабженные защитными средствами в виде последовательно включенного в каждую цепь диода, при этом каждый первичный литиевый элемент параллельно соединен со своим диодом и снабжен клапаном сброса избыточного давления, а свободное пространство корпуса заполнено компаундом, причем часть каждого первичного литиевого элемента, включающая клапан сброса избыточного давления, зафиксирована в корпусе посредством слоя эластичного компаунда. В корпусе батареи могут быть выполнены гнезда для установки первичных литиевых элементов, а слой эластичного компаунда размещен на дне каждого гнезда (см. патент РФ на полезную модель №45563, МПК Н 01 М 6/00, опубл. 10.05.2005 г.).A primary lithium battery is known, comprising a housing, inside of which primary lithium cells are placed connected at least to two parallel electrical circuits connected to current leads through a thermal fuse and provided with protective means in the form of a diode connected in series to each circuit, with each primary the lithium cell is connected in parallel with its diode and is equipped with an overpressure relief valve, and the free space of the housing is filled with a compound, a part of each primary itievogo element comprising an overpressure relief valve, fixed in the housing by the elastic layer compound. Sockets for installing primary lithium cells can be made in the battery case, and a layer of elastic compound is placed at the bottom of each socket (see RF patent for utility model No. 45563, IPC N 01 M 6/00, published on 05/10/2005).

Однако известная батарея имеет недостаточную надежность, которая проявляется вследствие того, что ИТ, размещенные внутри корпуса батареи и снабженные клапаном для сброса избыточного давления, залиты компаундом со всех сторон, в том числе и со стороны клапана сброса избыточного давления. При этом возможна ситуация, когда при избыточном давлении внутри корпуса ИТ, срабатывание предохранительного клапана и сброс химических продуктов из корпуса ИТ не произойдет, избыточное давление внутри корпуса ИТ не уменьшится, что приведет к его взрыву и выходу из строя батареи в целом. Кроме того, это может привести к сильному саморазогреву ИТ (до 1500°С) и возгоранию ИТ и батареи в целом внутри батарейного отсека, что является также недопустимым.However, the known battery has insufficient reliability, which is due to the fact that IT, located inside the battery case and equipped with a valve for relieving excess pressure, are flooded with compound from all sides, including the pressure relief valve. In this case, a situation is possible where, with excessive pressure inside the IT case, the safety valve will not operate and chemical products will not be discharged from the IT case, the excess pressure inside the IT case will not decrease, which will lead to its explosion and failure of the battery as a whole. In addition, this can lead to strong self-heating of IT (up to 1500 ° C) and fire of IT and the battery as a whole inside the battery compartment, which is also unacceptable.

Известна также первичная литиевая батарея, содержащая ИТ, в количестве необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости, Also known is a primary lithium battery containing IT in an amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity,

при этом корпуса ИТ, имеющие цилиндрическую форму и снабженные контактным выводом на одном из оснований, закреплены полимерным материалом относительно друг друга, пространство между ИТ для их закрепления частично заполнено полимерным материалом, при этом зона заливки боковой поверхности корпуса ИТ полимерным материалом лежит в пределах не более 30% высоты корпуса ИТ от его основания, которое снабжено контактным выводом, и не более 25% высоты корпуса ИТ от его противоположного основания (см. патент РФ на полезную модель №48110, МПК Н 01 М 10/48, опубл. 10.09.2005 г.).the IT enclosures having a cylindrical shape and provided with a contact terminal on one of the bases are fixed with polymer material relative to each other, the space between the ITs for fixing them is partially filled with polymeric material, while the area of filling the side surface of the IT case with polymeric material is within no more than 30% of the height of the IT case from its base, which is equipped with a contact terminal, and not more than 25% of the height of the IT case from its opposite base (see RF patent for utility model No. 48110, IPC N 01 M 10/48, op bl. of 10.09.2005).

Известная батарея также обладает недостаточной надежностью, так как в конструкции батареи также не предусмотрен надежный механизм сброса избыточного давления из ИТ, что может привести к избыточному давлению внутри корпуса батареи, а также перегреву и возгоранию ИТ и батареи в целом. ИТ при коротком замыкании могут деформироваться (при создании внутри их корпуса избыточного давления), при этом зона заливки может препятствовать такому расширению, что создаст взрывоопасную ситуацию, приводящую к выходу батареи из строя.The known battery also has insufficient reliability, since the battery design also does not provide a reliable mechanism for relieving excess pressure from the IT, which can lead to excessive pressure inside the battery case, as well as overheating and fire of the IT and the battery as a whole. Short-circuiting IT can be deformed (when excessive pressure is created inside their case), while the filling zone can prevent such expansion that it will create an explosive situation leading to battery failure.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является известная первичная литиевая батарея, содержащая ИТ, в количестве необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости, при этом корпуса ИТ имеют цилиндрическую форму, снабжены контактным выводом на одном из оснований и закреплены относительно друг друга, причем корпус каждого ИТ снабжен предохранительным средством для сброса избыточного давления, при этом пространство внутри корпуса каждого ИТ и пространство, окружающее батарею, сообщаются с друг другом при срабатывании предохранительного средства для сброса избыточного давления через, по крайней мере, одну полость, выполненную в батарее, причем пространство между ИТ для их закрепления частично заполнено полимерным материалом, а зона заливки поверхности корпуса ИТ полимерным материалом расположена в области, по крайней мере, одного из оснований ИТ (см. патент РФ на полезную модель №48111, МПК Н 01 М 10/48, опубл. 10.09.2005 г.).Closest to the proposed technical solution is the known primary lithium battery containing IT in the amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity, while the IT housing is cylindrical, equipped with a contact terminal on one of the bases and fixed relative to each other, and the housing each IT is equipped with a safety device to relieve excess pressure, while the space inside the housing of each IT and the space surrounding the battery are communicated with each other when a safety device is activated to relieve excess pressure through at least one cavity made in the battery, the space between the IT for fixing them is partially filled with polymer material, and the area of filling the surface of the housing with IT polymer material is located in the region at least at least one of the foundations of IT (see RF patent for utility model No. 48111, IPC N 01 M 10/48, publ. September 10, 2005).

При сбросе избыточного давления из ИТ давление внутри батарейного отсека сразу будет повышено вследствие прохождения продуктов выброса из ИТ в окружающее батарею пространство. Таким образом, может создаться ситуация, когда негативные продукты выброса, например, химически агрессивный электролит, сразу покинут батарею, и окажут негативное влияние на батарею извне, например, нарушение контактов, разрушение снаружи корпуса батареи, что приведет к выходу батареи из строя, а также выходу из строя электронных и электротехнических устройств батарейного When overpressure is released from the IT, the pressure inside the battery compartment will immediately increase due to the passage of exhaust products from the IT into the space surrounding the battery. Thus, a situation may arise when negative discharge products, for example, a chemically aggressive electrolyte, immediately leave the battery and have a negative effect on the battery from the outside, for example, breaking contacts, destruction of the outside of the battery case, which will lead to battery failure, as well as failure of electronic and electrical battery devices

отсека в целом. Кроме того, при изготовлении батареи полость, через которую пространство внутри корпуса ИТ при сбросе избыточного давления сообщается с пространством, окружающим батарею, может быть залита компаундом полностью или частично, что приведет к ситуации, при которой предохранительное средство для сброса избыточного давления не сработает (так как линия ослабления прочности не раскроется), продукты сброса останутся внутри корпуса ИТ, что приведет к его взрыву и разрушению соседних ИТ. Таким образом, батарея окажется выведенной из строя.compartment as a whole. In addition, in the manufacture of the battery, the cavity through which the space inside the IT case communicates with the space surrounding the battery when the excess pressure is released can be filled with the compound in whole or in part, which will lead to a situation in which the safety device to relieve excess pressure does not work (so as the line of strength relaxation does not open), the discharge products will remain inside the IT enclosure, which will lead to its explosion and destruction of neighboring IT. Thus, the battery will be disabled.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание первичной литиевой батареи с повышенной надежностью.The task that the utility model is aimed at is the creation of a primary lithium battery with increased reliability.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является обеспечение направленного выхода избыточного давления из корпуса ИТ при исключении попадания химически активных продуктов за пределы батареи в процессе ее эксплуатации.The technical result achieved when using the utility model is to ensure the directional exit of excess pressure from the IT housing while eliminating the ingress of chemically active products outside the battery during operation.

Поставленная задача решается тем, что первичная литиевая батарея, содержащая ИТ, каждый из которых снабжен предохранительным клапаном для сброса избыточного давления и закреплен относительно других ИТ, при этом в области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого ИТ выполнена полость, согласно полезной модели, снабжена, по крайней мере, одним каркасом с установочными местами для размещения ИТ с зазором относительно друг друга, клапан для сброса избыточного давления представляет собой зону ослабления прочности, размещенную на корпусе ИТ и разрушающуюся при избыточном давлении внутри ИТ, при этом полость, обеспечивающая срабатывание клапана для сброса избыточного давления и размещение в ней химически активных продуктов из корпуса ИТ, выполнена свободной и изолированной от окружающего батарею пространства.The problem is solved in that the primary lithium battery containing IT, each of which is equipped with a safety valve to relieve excess pressure and secured relative to other IT, while in the area of placement of the valve to relieve excess pressure of each IT cavity is made, according to the utility model, is equipped with with at least one frame with mounting places for placing IT with a gap relative to each other, the valve for relieving excess pressure is a zone of weakening of strength hydrochloric IT on the housing and collapsing at an overpressure inside IT said cavity, providing valve actuation for pressure relief and placement therein of reactive products of the housing IT, free formed and isolated from the environment the battery.

Полость в батареи может быть выполнена в установочном месте для размещения ИТ.The cavity in the battery can be made in the installation location for IT.

Кроме того, зазоры между ИТ могут быть заполнены поглотителем продуктов, выделяющихся из ИТ.In addition, the gaps between IT can be filled with an absorber of products released from IT.

Достижение указанного выше технического результата поясняется следующим.The achievement of the above technical result is explained as follows.

Как указывалось выше, при изготовлении батареи полость, через которую пространство внутри корпуса ИТ при сбросе избыточного давления сообщается с пространством окружающим батарею, может быть залита компаундом, что приведет к аварийной ситуации.As mentioned above, in the manufacture of the battery, the cavity through which the space inside the IT case communicates with the space surrounding the battery when the excess pressure is released can be flooded with a compound, which will lead to an emergency.

Наличие в конструкции батареи каркаса позволяет в отличие от прототипа заранее разместить в установочных местах каркаса ИТ с зазором относительно друг друга. The presence in the design of the battery of the frame allows, in contrast to the prototype, to pre-place in the installation places of the frame IT with a gap relative to each other.

Это позволяет при возникновении избыточного давления внутри ИТ создать демпфирующий объем для расширяющегося корпуса ИТ. Отсутствие такого пространства вокруг корпуса ИТ может привести к несанкционированному и ненаправленному выбросу химически активных веществ из ИТ, например, электролита, что существенно снижает надежность батареи, так как выводит из строя, например, токопроводящие элементы батареи, а именно провода, а также элементы электрических цепей.This allows you to create a damping volume for an expanding IT enclosure when excessive pressure arises inside the IT. The absence of such a space around the IT case can lead to unauthorized and non-directional release of chemically active substances from IT, for example, electrolyte, which significantly reduces the reliability of the battery, as it malfunctions, for example, conductive battery cells, namely wires, as well as elements of electrical circuits .

Выполнение клапана для сброса избыточного давления в виде зоны ослабления прочности, размещенной на корпусе ИТ и разрушающейся при избыточном давлении внутри ИТ, необходимо для осуществления направленного вывода химически активных веществ из ИТ, т.е. вывода в заранее предусмотренном направлении, а именно через ту сторону ИТ (боковую или основание), на которой выполнена зона ослабления прочности. Зона ослабления прочности в зависимости от вида ИТ и конфигурации корпуса ИТ может быть создана перекрещивающимися линиями ослабления прочности, совокупностью непересекающихся линий ослабления прочности, расположенных вблизи друг от друга, полукруглой линией ослабления прочности, расположенной либо на основании ИТ, либо в месте сопряжения основания и боковой стенки корпуса ИТ в случае его выполнения цилиндрической формы. Обеспечение направленного вывода химически активных веществ из корпуса ИТ происходит за счет того, что в зоне ослабления прочности толщина корпуса в поперечном сечении уменьшена, соответственно уменьшена прочность корпуса. При этом при создании внутри корпуса избыточного давления и расширения корпуса ИТ разрыв материала корпуса ИТ произойдет именно в зоне ослабления прочности, как это предусмотрено конструкцией, и выброс содержимого ИТ произойдет строго через разрыв корпуса в зоне ослабления прочности. Вместе с тем, необходимо, чтобы в зоне ослабления прочности была размещена полость, обеспечивающая срабатывание клапана для сброса избыточного давления и размещение в ней химически активных продуктов из корпуса ИТ. Это обусловлено тем, что полость, например, недостаточного объема или конфигурации, не обеспечивает срабатывание клапана для сброса избыточного давления, в частности, из-за недостаточной глубины, не позволит материалу корпуса (как правило, материал корпуса выполнен из металла) в зоне ослабления прочности полностью раскрыться при выбросе (разрушиться), соответственно клапан для сброса избыточного давления не сработает и сброса продуктов из корпуса ИТ не происходит. Таким образом, может произойти взрыв, вследствие того, что давление внутри корпуса ИТ не уменьшается и температура не снижается. Кроме того, чтобы давление внутри корпуса ИТ снизилось ниже избыточного, объем этой полости должен быть достаточным для перераспределения давления The design of a valve for relieving excess pressure in the form of a zone of weakening of strength, located on the IT housing and collapsing with excess pressure inside the IT, is necessary for the directed removal of chemically active substances from the IT, i.e. output in a predetermined direction, namely through that side of the IT (lateral or base) on which the zone of weakening of strength is made. The zone of weakening of strength, depending on the type of IT and the configuration of the IT case, can be created by intersecting lines of weakening of strength, a set of disjoint lines of weakening of strength located close to each other, a semicircular line of weakening of strength, located either on the basis of IT, or at the interface between the base and the side the walls of the IT case in the case of its cylindrical shape. Ensuring the directed withdrawal of chemically active substances from the IT casing is due to the fact that in the zone of weakening of strength, the thickness of the casing in the cross section is reduced, respectively, the casing strength is reduced. In this case, when creating excess pressure inside the enclosure and expanding the IT enclosure, the IT enclosure material will rupture in the weakening zone, as provided by the design, and the IT contents will be released strictly through the enclosure rupture in the weakening zone. At the same time, it is necessary that a cavity be placed in the zone of weakening of strength, which enables the valve to operate to relieve excess pressure and place chemically active products from the IT casing in it. This is due to the fact that a cavity, for example, of insufficient volume or configuration, does not allow the valve to operate to relieve excess pressure, in particular, due to insufficient depth, and will not allow the body material (as a rule, the body material is made of metal) in the zone of weakening strength fully open upon discharge (collapse), respectively, the valve to relieve excess pressure will not work and the discharge of products from the IT case does not occur. Thus, an explosion can occur due to the fact that the pressure inside the IT enclosure does not decrease and the temperature does not decrease. In addition, so that the pressure inside the IT enclosure decreases below the excess, the volume of this cavity must be sufficient to redistribute the pressure

из корпуса ИТ в полость. Необходимость размещения в полости химически активных продуктов из корпуса ИТ обусловлена тем, что они, в частности электролит, выполняют функцию катода в конструкции ИТ при получении тока, и при создании избыточного давления внутри корпуса ИТ (что по своей сути является аварийной ситуацией) должны быть выведены из корпуса ИТ. Тогда ИТ перестанет вырабатывать ток, снизится его температура, что предотвратит, например, взрыв ИТ. В противном случае ток не перестанет вырабатываться, ИТ будет продолжаться нагреваться и произойдет его взрыв. Вместе с тем, поскольку продукты из корпуса ИТ химически активны, полость должна быть выполнена свободной, например, от токопроводящих элементов, например, элементов электрических цепей, в частности, проводов, разрушение которых приведет к выходу батареи из строя, что значительно снижает ее надежность. Кроме того, полость необходимо выполнить изолированной от окружающего пространства, что предотвратит попадание электролита за пределы батареи и исключит негативное влияние на батарею извне, например, посредством нарушения контактов или разрушения снаружи корпуса батареи, что может привести к выходу из строя электронных и электротехнических устройств батарейного отсека в целом.from the IT enclosure to the cavity. The need to place chemically active products from the IT enclosure in the cavity is due to the fact that they, in particular the electrolyte, act as a cathode in the IT design when current is received, and when excessive pressure is created inside the IT enclosure (which is essentially an emergency), from the IT corps. Then IT will cease to produce current, its temperature will drop, which will prevent, for example, an IT explosion. Otherwise, the current will not cease to be generated, the IT will continue to heat up and its explosion will occur. However, since the products from the IT case are chemically active, the cavity must be made free, for example, of conductive elements, for example, elements of electrical circuits, in particular, wires, the destruction of which will lead to battery failure, which significantly reduces its reliability. In addition, the cavity must be made isolated from the surrounding space, which will prevent electrolyte from entering the battery and prevent negative effects on the battery from the outside, for example, by breaking contacts or breaking outside the battery case, which can lead to failure of the electronic and electrical devices of the battery compartment generally.

Полость в батарее может быть выполнена в каркасе в установочном месте для размещения ИТ, что упростит производство батареи и позволяет заранее подготовить место для размещения продуктов сброса из корпуса ИТ, свободного от элементов электрической схемы батареи.The cavity in the battery can be made in the frame in the installation location for IT, which will simplify the production of the battery and allows you to pre-prepare a place for the placement of discharge products from the IT case, free of battery cells.

Вместе с тем, функцию вышеуказанной полости может выполнять зазор между ИТ, который в частности может быть заполнен пористым поглотителем продуктов из ИТ. Однако, в этом случае необходимо учитывать, что достаточно большой объем внутри батареи должен быть освобожден от элементов электрической схемы, подверженных негативному влиянию со стороны электролита из корпуса ИТ.At the same time, the gap between the IT, which in particular can be filled with a porous absorber of IT products, can perform the function of the above cavity. However, in this case it is necessary to take into account that a sufficiently large volume inside the battery must be freed from the elements of the electrical circuit that are subject to negative influence from the electrolyte from the IT case.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1-3 показаны примеры конструктивного выполнения предложенной батареи, продольный разрез; на фиг.4 - узел I на фиг.3 (в увеличенном масштабе); на фиг.5-8 - примеры выполнения зоны ослабления прочности на корпусе ИТ.The utility model is illustrated by drawings, where Figs. 1-3 show examples of structural design of the proposed battery, a longitudinal section; figure 4 - node I in figure 3 (on an enlarged scale); 5-8 are examples of the execution of the zone of weakening of strength on the IT housing.

Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - корпус ИТ; 2 - герметичный контактный вывод ИТ; 3 - каркас с установочными местами для размещения ИТ; 4 - зазор между корпусами 1 ИТ; 5 - зона ослабления прочности на корпусе 1 ИТ; 6 - полость; 7 - корпус батареи; 8 - силовой разъем; 9 - стягивающие шпильки; 10 - технологический разъем; 11 - зона внутрисхемных соединений.Positions in the drawings indicate the following: 1 - IT building; 2 - sealed contact terminal IT; 3 - frame with installation places for IT; 4 - the gap between the buildings 1 IT; 5 - zone of weakening of strength on the housing 1 IT; 6 - cavity; 7 - battery case; 8 - power connector; 9 - tightening studs; 10 - technological connector; 11 - zone of in-circuit connections.

Первичная литиевая батарея содержит первичные литиевые ИТ, в количестве необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости (энергии). Корпуса 1 ИТ имеют, например, цилиндрическую форму, и могут быть снабжены герметичным контактным выводом 2 на одном из оснований. При этом корпус 1 каждого ИТ закреплен относительно корпусов 1 других ИТ (фиг.1-3).The primary lithium battery contains primary lithium IT, in the amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity (energy). Cases 1 IT have, for example, a cylindrical shape, and can be equipped with a sealed contact terminal 2 on one of the bases. In this case, the housing 1 of each IT is fixed relative to the buildings 1 of other IT (Fig.1-3).

Батарея снабжена, по крайней мере, одним каркасом 3 с установочными местами для размещения ИТ с зазором 4 относительно друг друга. Каркас 3 может быть изготовлен до сборки батареи, при этом размер установочных мест и их конфигурация зависит от применяемых для данного типа батарей ИТ (фиг.1-3).The battery is equipped with at least one frame 3 with mounting places for IT with a gap of 4 relative to each other. The frame 3 can be made before assembling the battery, while the size of the installation sites and their configuration depends on the IT batteries used for this type of battery (Figs. 1-3).

Корпус 1 каждого ИТ снабжен предохранительным клапаном для сброса избыточного давления, возникающего внутри корпуса 1 ИТ, например, при его коротком замыкании. Клапан представляет собой зону 5 ослабления прочности, размещенную на корпусе 1 ИТ и разрушающуюся при избыточном давлении внутри ИТ. При этом под «зоной ослабления прочности» понимается та область корпуса, в которой уменьшена толщина материала в поперечном сечении по сравнению с общей средней толщиной корпуса 1 ИТ. При этом зона 5 ослабления прочности может быть выполнена, например, в виде пересекающихся линий (фиг.5), либо непересекающихся линий (фиг.6), либо в виде полукруглой линии (фиг.7), или расположена в месте сопряжения боковой части корпуса 1 ИТ и его основания (фиг.8).The housing 1 of each IT is equipped with a safety valve to relieve excess pressure that occurs inside the IT housing 1, for example, when it is short-circuited. The valve is a zone 5 of the weakening of strength, placed on the housing 1 IT and collapsing with excess pressure inside the IT. Moreover, the "zone of weakening of strength" refers to the area of the housing in which the thickness of the material in the cross section is reduced compared to the total average thickness of the housing 1 IT. At the same time, the zone of weakening of strength 5 can be made, for example, in the form of intersecting lines (Fig. 5), or disjoint lines (Fig. 6), or in the form of a semicircular line (Fig. 7), or located at the junction of the side of the housing 1 IT and its foundations (Fig. 8).

В области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого ИТ, т.е. в области зоны 5 ослабления прочности около каждого ИТ выполнена полость 6, обеспечивающая срабатывание клапана для сброса избыточного давления внутри корпуса 1 ИТ и размещение в ней химически активных продуктов из корпуса 1 ИТ (фиг.1-4).In the area of valve placement to relieve the overpressure of each IT, i.e. in the area of the zone of weakening strength 5, a cavity 6 is made near each IT, which provides a valve actuation to relieve excess pressure inside the IT housing 1 and placement of chemically active products from the IT housing 1 in it (Figs. 1-4).

Полость 6 выполнена свободной, например, от токопроводящих элементов батареи, в именно, проводов, и изолированной от окружающего батарею пространства.The cavity 6 is made free, for example, of the conductive elements of the battery, in particular, the wires, and isolated from the space surrounding the battery.

Как указывалось выше, размещение полости 6 внутри батареи зависит от расположения зоны 5 ослабления прочности на корпусе 1 ИТ.As indicated above, the placement of the cavity 6 inside the battery depends on the location of the zone 5 weakening strength on the housing 1 IT.

Так, например, зона 5 ослабления прочности может быть расположена на боковой части корпуса 1 ИТ. Тогда полость 6, обеспечивающая срабатывание клапана для сброса давления из ИТ, будет выполнена около боковой части корпуса 1 ИТ. Функцию такой полости может выполнять зазор 4 между корпусами 1 ИТ, который должен быть образован при размещении ИТ в каркасе 3. В этом случае все пространство между ИТ должно быть свободно от электрических элементов батареи, чтобы не повредить их при сбросе избыточного давления из ИТ и попадания в полость химически активных So, for example, the zone 5 weakening strength can be located on the side of the housing 1 IT. Then the cavity 6, providing a valve for relieving pressure from the IT, will be made near the side of the housing 1 IT. The function of such a cavity can be performed by the gap 4 between the IT buildings 1, which must be formed when the IT is placed in the frame 3. In this case, the entire space between the IT must be free of battery electric elements so as not to damage them when overpressure is released from the IT and into the cavity of chemically active

продуктов. При этом зазоры 4 между ИТ могут быть заполнены поглотителем продуктов, выделяющихся из корпуса 1 ИТ, который может представлять собой, например, адсорбент противогазовый коробки марки «С».products. In this case, the gaps 4 between the IT can be filled with an absorber of products released from the IT housing 1, which can be, for example, an adsorbent gas mask box brand "C".

Целесообразно, зону 5 ослабления прочности выполнять на основании ИТ, противоположном основанию, на котором расположен герметичный контактный вывод. Тогда полость 6 выполняется около основания ИТ и может быть расположена в каждом посадочном месте каркаса 3. При этом полость 6 может быть, как изолирована от остальной части батареи (фиг.1), так и сообщаться, например, с зазором 4, выполненным между ИТ (фиг.3 и 4). Кроме того, полость 6 может представлять собой свободное пространство между двумя каркасами 3, имеющимися в батарее (фиг.2).It is advisable to perform the zone of weakening of strength on the basis of IT, opposite the base on which the sealed contact terminal is located. Then the cavity 6 is performed near the base of the IT and can be located in each seat of the frame 3. In this case, the cavity 6 can be isolated from the rest of the battery (Fig. 1) or communicate, for example, with a gap 4 made between the IT (figures 3 and 4). In addition, the cavity 6 may represent the free space between the two frames 3 available in the battery (figure 2).

Объем полости 6 и ее конфигурация зависят от типов ИТ, используемых в батарее. Главными критериями, влияющими на характеристики полости, являются толщина и вид материала, из которого выполнен корпус 1 ИТ, а также объем электролита, находящийся внутри корпуса 1 ИТ. Это объясняется тем, что полость 6 должна вместить в себя как газы, выброшенные из корпуса 1 ИТ, так и электролит из него, чтобы вскрывшийся ИТ перестал вырабатывать ток (из-за прекращения протекания химической реакции внутри него). Вместе с тем, глубина полости должна быть такой, чтобы материал корпуса 1 ИТ в зоне 5 ослабления прочности беспрепятственно разрывался, при этом кромочные края материала в области разрыва отгибаются наружу и недостаточная глубина полости 6 может воспрепятствовать такому раскрытию. Кроме того, целесообразно выполнение полости 6 таким образом, что разорвавшиеся края материала не касались стенок полости 6, не создавая препятствий для вытекания электролита из корпуса 1 ИТ в полость 6.The volume of the cavity 6 and its configuration depend on the types of IT used in the battery. The main criteria affecting the characteristics of the cavity are the thickness and type of material from which the IT housing 1 is made, as well as the volume of electrolyte inside the IT housing 1. This is explained by the fact that cavity 6 must contain both the gases ejected from the IT housing 1 and the electrolyte from it so that the opened IT ceases to generate current (due to the termination of the chemical reaction inside it). At the same time, the depth of the cavity should be such that the material of the IT housing 1 in the weakening zone 5 is torn unobstructed, while the edge edges of the material in the rupture region are bent outward and insufficient depth of the cavity 6 can prevent such a disclosure. In addition, it is advisable to perform the cavity 6 in such a way that the torn edges of the material do not touch the walls of the cavity 6, without creating obstacles for the electrolyte to leak from the IT housing 1 into the cavity 6.

Батарея может иметь корпус 7, который может быть выполнен из полимерного материала и сформирован способом отливки после закрепления ИТ относительно друг друга в каркасе 3 с посадочными местами.The battery may have a housing 7, which can be made of polymeric material and formed by a casting method after fixing IT relative to each other in the frame 3 with seats.

Батарея снабжена силовым разъемом 8, крышка батареи зафиксирована стягивающимися шпильками 9, а со стороны, противоположной расположению силового разъема 8, расположен технологический разъем 10. Зона 11 внутрисхемных соединений может быть расположена сверху и снизу батареи и также залита полимерным материалом (фиг.1-3).The battery is equipped with a power connector 8, the battery cover is fixed by pulling pins 9, and on the side opposite to the location of the power connector 8, there is a technological connector 10. Zone 11 of in-circuit connections can be located on the top and bottom of the battery and is also filled with polymer material (Figs. 1-3 )

В качестве ИТ могут быть применены литиевые источники тока типа SW-D02 (изготовитель VITZROCELL Co., Ltd, Korea) типоразмера D (ER20) с рулонными электродами (спиральный) на основе системы литий-тионилхлорид (Li-SOCl₂, имеющие As IT, lithium current sources of the SW-D02 type (manufactured by VITZROCELL Co., Ltd, Korea) of size D (ER20) with coil electrodes (spiral) based on the lithium thionyl chloride system (Li-SOCl ₂ having

металлостеклянный герметичный контактный вывод, невоспламеняемый электролит, номинальное напряжение 3,6 В и номинальную емкость 14 А•ч.metal-glass sealed contact terminal, non-flammable electrolyte, rated voltage 3.6 V and rated capacity 14 A • h.

Предложенная первичная литиевая батарея используется следующим образом.The proposed primary lithium battery is used as follows.

В готовый каркас 3 с посадочными местами устанавливаются первичные литиевые ИТ с герметичным контактным выводом 2, в количестве необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости (энергии), корпуса 1 которых имеют, например, цилиндрическую форму. При этом между корпусами 1 ИТ благодаря каркасу 3 обеспечиваются зазоры 4.Primary lithium ITs with sealed contact terminal 2 are installed in the finished frame 3 with seats, in the amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity (energy), the housing 1 of which is, for example, cylindrical. In this case, between the IT buildings 1, due to the frame 3, gaps 4 are provided.

Корпус 1 каждого ИТ снабжен клапаном для сброса избыточного давления, который представляет собой зону 5 ослабления прочности, размещенную на корпусе 1 ИТ и разрушающуюся при избыточном давлении внутри ИТ.The housing 1 of each IT is equipped with a valve for relieving excess pressure, which is a zone 5 of weakening of strength, located on the housing 1 IT and collapses when the overpressure inside the IT.

Сборку элементов батареи и ее окончательную заливку производят таким образом, чтобы обеспечить наличие в области размещения клапана для сброса избыточного давления каждого ИТ свободной, например, от токопроводящих элементов, и изолированной от окружающего батарею пространства полости 6, обеспечивающей срабатывание клапана для сброса избыточного давления и размещение в ней химически активных продуктов из корпуса ИТ.The assembly of the battery cells and its final filling is carried out in such a way as to ensure that in the area where the valve is installed to relieve the overpressure of each IT, it is free, for example, from conductive elements, and a cavity 6 is isolated from the surrounding battery space that provides the valve to operate to relieve the overpressure and it contains reactive products from the IT enclosure.

В процессе эксплуатации батареи, т.е. получения тока, возможен выход из строя ИТ, например, при его коротком замыкании. Этот процесс сопровождается нагревом ИТ, образованием внутри корпуса 1 ИТ избыточного давления вследствие ненадлежащего протекания химических реакций, что приводит к деформации корпуса 1 ИТ.During battery operation, i.e. receiving current, IT failure is possible, for example, when it is short-circuited. This process is accompanied by heating of the IT, the formation of excess pressure inside the IT housing 1 due to improper chemical reactions, which leads to the deformation of the IT housing 1.

Наличие клапана для сброса избыточного давления в виде зоны 5 ослабления прочности приводит к тому, что корпус 1 ИТ разрушается именно в этом месте. При этом наличие полости необходимого объема и конфигурации, выполненной в области размещения зоны 5 ослабления прочности, приводит к тому, что корпус 1 ИТ беспрепятственно разрушается в зоне 5 ослабления прочности (разрывается материал в области зоны ослабления прочности). Кромки материала корпуса 1 ИТ в зоне 5 ослабления прочности выворачиваются наружу в полость 6, а полое пространство способствует их беспрепятственному раскрытию. После этого газы и химически активные вещества, например, электролит, из корпуса 1 ИТ попадают в полость 6. При этом реакция внутри аварийного ИТ резко замедляется вследствие отсутствия электролита, выполняющего функцию катода, ИТ остывает и взрыв внутри батареи предотвращается. Выполнение полости 6 свободной, например, от токопроводящих элементов приводит к тому, что токопроводящие элементы батареи не разрушатся под действием химически активных веществ, и протекание тока по батарее может быть продолжено, например, The presence of a valve for relieving excess pressure in the form of a zone 5 of weakening of strength leads to the fact that the housing 1 IT is destroyed in this place. At the same time, the presence of a cavity of the required volume and configuration made in the area of placement of the zone of weakening strength leads to the case that the IT housing 1 freely collapses in the zone 5 of weakening of strength (the material breaks in the region of the zone of weakening of strength). The edges of the material of the IT housing 1 in the zone 5 of weakening strength are turned outward into the cavity 6, and the hollow space contributes to their unhindered opening. After that, gases and chemically active substances, for example, electrolyte, enter IT cavity from housing 1. In this case, the reaction inside the emergency IT slows down sharply due to the absence of the electrolyte acting as a cathode, IT cools down and an explosion inside the battery is prevented. The implementation of the cavity 6 free, for example, from conductive elements leads to the fact that the conductive elements of the battery are not destroyed by the action of chemically active substances, and the flow of current through the battery can be continued, for example,

по шунтирующей аварийный источник цепи. Кроме того, выполнение полости 6 изолированной от пространства, окружающего батарею, обеспечивает целостность электрических соединений внутри отсека, благодаря задержке химически активных веществ внутри батареи. В случае выполнения полости 6 и зазоров 4 между корпусами 1 ИТ сообщающимися и заполнения зазоров 4 химическим поглотителем, электролит поступает из полости 6 в зазоры 4, где поглощается, например, адсорбентом противогазовым марки «С».by shunting emergency source circuit. In addition, the implementation of the cavity 6 isolated from the space surrounding the battery, ensures the integrity of the electrical connections inside the compartment, due to the delay of chemically active substances inside the battery. In the case of the cavity 6 and the gaps 4 between the IT buildings 1 communicating and filling the gaps 4 with a chemical absorber, the electrolyte enters from the cavity 6 into the gaps 4, where it is absorbed, for example, by a “C” gas mask adsorbent.

Таким образом, предложенная батарея может быть использована в качестве источников энергии, предназначенных для основного и резервного обеспечения электроэнергией различных электронных устройств и приборов, и состоящих из первичных химических ИТ, например, с литий-тионилхлоридными или литий-сульфурил-хлоридными ИТ, и обладает повышенной надежностью благодаря обеспечению направленного выхода избыточного давления из корпуса ИТ при его выходе из строя, а также исключения попадания химически активных продуктов за пределы батареи в процессе ее эксплуатации.Thus, the proposed battery can be used as energy sources intended for primary and backup power supply of various electronic devices and devices, and consisting of primary chemical IT, for example, with lithium thionyl chloride or lithium sulfuryl chloride IT, and has an increased reliability due to providing a directed exit of excess pressure from the IT case when it fails, as well as eliminating the ingress of chemically active products outside the battery in the process its operation.

Claims

1. A primary lithium battery containing current sources (IT), each of which is equipped with a safety valve for relieving excess pressure and is fixed relative to other IT, while in the area of the valve for relieving pressure of each IT, a cavity is made, characterized in that the battery is equipped with with at least one frame with mounting places for placing IT with a gap relative to each other, the valve for relieving excess pressure is a zone of weakening of strength, located on the body AND T and collapsing at overpressure inside the IT, while the cavity that provides the valve for actuating the overpressure and placing chemically active products from the IT housing inside it is made free and isolated from the space surrounding the battery.

2. The battery according to claim 1, characterized in that the cavity is made in the installation location for IT.

3. The battery according to claim 1, characterized in that the gaps between IT are filled with an absorber of products released from IT.