RU2644555C1 - Multi-purpose storage battery - Google Patents
Multi-purpose storage battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644555C1 RU2644555C1 RU2016132959A RU2016132959A RU2644555C1 RU 2644555 C1 RU2644555 C1 RU 2644555C1 RU 2016132959 A RU2016132959 A RU 2016132959A RU 2016132959 A RU2016132959 A RU 2016132959A RU 2644555 C1 RU2644555 C1 RU 2644555C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- control electrode
- battery according
- voltage
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 12
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- FDMQDKQUTRLUBU-UHFFFAOYSA-N n-[3-[2-[4-(4-methylpiperazin-1-yl)anilino]thieno[3,2-d]pyrimidin-4-yl]oxyphenyl]prop-2-enamide Chemical compound C1CN(C)CCN1C(C=C1)=CC=C1NC1=NC(OC=2C=C(NC(=O)C=C)C=CC=2)=C(SC=C2)C2=N1 FDMQDKQUTRLUBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950000778 olmutinib Drugs 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/615—Heating or keeping warm
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрохимическому аккумулятору (электрохимическому устройству), и предназначено для использования в технологии построения блоков питания.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to an electrochemical battery (electrochemical device), and is intended for use in the technology of building power supplies.
Из уровня техники известна аккумуляторная батарея, содержащая нагреватели, выполненные в виде тепловой трубы, в каждом аккумуляторе. На каждом нагревателе устанавливаются дополнительные нагреватели и рассеиватели тепла, выполненные в виде Ш-образных оребренных пластин, которые имеют посадочные разъемы. Дополнительные нагреватели и рассеиватели тепла устанавливаются над крышками аккумуляторов (RU 2122262, 20.11.1998).The prior art battery is known that contains heaters made in the form of a heat pipe in each battery. Each heater is equipped with additional heaters and heat dissipators, made in the form of W-shaped finned plates, which have landing connectors. Additional heaters and heat dissipators are installed above the battery covers (RU 2122262, 11/20/1998).
Недостатками данного аккумулятора является низкая эффективность работы аккумулятора и маленький ресурс его работы. Кроме того, дополнительные нагреватели и рассеиватели тепла требуют дополнительного места и объема для их размещения.The disadvantages of this battery is the low battery efficiency and its small resource. In addition, additional heaters and heat dissipators require additional space and space for their placement.
Известен свинцово-кислотный аккумулятор, содержащий разноименные электроды, сепараторы и электронагреватель в виде провода, который намотан с переменным шагом на сепараторы (SU 289788, 01.01.1971).Known lead-acid battery containing unlike electrodes, separators and an electric heater in the form of a wire, which is wound with variable pitch on the separators (SU 289788, 01/01/1971).
Недостатками данной конструкции устройства аккумулятора являются низкая эффективность работы аккумулятора и маленький ресурс его работы. Кроме того, процесс изолированной проволоки в пазы сепаратора не обеспечивает возможности автоматизации процесса намотки, т.е. намотка происходит вручную, что значительно увеличивает время изготовления аккумулятора и его цену.The disadvantages of this design of the battery device are the low efficiency of the battery and its small resource. In addition, the process of insulated wire in the grooves of the separator does not allow automation of the winding process, i.e. winding is done manually, which significantly increases the battery manufacturing time and its price.
Известен аккумулятор, который обеспечивает работоспособность при низкой внешней температуре - 40 - -50°С (RU 2398314, 27.08.2010). Согласно изобретению электрический нагревательный элемент закрытого типа вставляется в металлический радиатор, который своей нижней поверхностью опирается на дно корпуса аккумулятора, а на верхнюю поверхность радиатора через решетку из полимерного материала опирается блок разноименных элементов. При этом выводы нагревательного элемента, мощность которого составляет 8-10% от номинальной емкости аккумулятора (при 5-часовом токе разряда), подключены к выводам (борнам) аккумулятора через контакты термореле, находящегося внутри корпуса аккумулятора под крышкой. В этом случае нагревательный элемент автоматически включается при низких внутренних температурах электролита или воздуха (ниже -10°С) и автоматически выключается при повышении их температуры до 0°С, что обеспечивает интенсивную реакцию заряда вплоть до отрицательной наружной температуры -50°С. Техническим результатом является значительное повышение емкости, увеличение срока службы аккумулятора.A known battery that provides performance at low external temperature - 40 - -50 ° C (RU 2398314, 08.27.2010). According to the invention, a closed type electric heating element is inserted into a metal radiator, which, with its lower surface, rests on the bottom of the battery case, and a block of unlike elements rests on the upper surface of the radiator through a grating of polymer material. At the same time, the conclusions of the heating element, whose power is 8-10% of the nominal capacity of the battery (at a 5-hour discharge current), are connected to the terminals (bourne) of the battery through the contacts of the thermal relay located inside the battery case under the cover. In this case, the heating element automatically turns on at low internal temperatures of the electrolyte or air (below -10 ° C) and automatically turns off when their temperature rises to 0 ° C, which provides an intensive charge reaction up to a negative external temperature of -50 ° C. The technical result is a significant increase in capacity, increased battery life.
Недостатком такой конструкции является наличие достаточно объемного нагревательного элемента, а их может понадобится не один, а несколько штук, и наличие решетки из полимерного материала, которая имеет также достаточно большой вес и объем. Т.о. вес и объем аккумулятора увеличивается, что требует дополнительного места и объема. Кроме того, при использовании данного способа повышения температуры электролита, поддержание необходимой температуры электролита при дальнейшей работе аккумулятора отсутствует, что снижает эффективность работы аккумулятора.The disadvantage of this design is the presence of a sufficiently voluminous heating element, and they may need not one, but several pieces, and the presence of a lattice of polymer material, which also has a sufficiently large weight and volume. T.O. the weight and volume of the battery increases, which requires additional space and volume. In addition, when using this method of increasing the temperature of the electrolyte, there is no maintenance of the required temperature of the electrolyte during further operation of the battery, which reduces the efficiency of the battery.
Общим недостатком указанных конструкций является то, что после того как эти нагреватели нагревают (каждый своим способом) электролит, они (нагреватели) отключаются и непосредственно в использовании аккумулятора не участвуют, т.е. эти конструкции пассивны, т.к. не участвуют (не работают) при активной (штатной) работе аккумулятора.A common drawback of these designs is that after these heaters heat (each in their own way) the electrolyte, they (heaters) turn off and do not directly participate in the use of the battery, i.e. these constructions are passive, because do not participate (do not work) with active (standard) battery operation.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании аккумулятора, который устранял бы указанные выше недостатки.The problem to which the proposed invention is directed, is to create a battery that would eliminate the above disadvantages.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении эффективности работы аккумулятора и увеличении ресурса его работы за счет применения в качестве нагревательного элемента управляющего электрода, при помощи которого поддерживаются заданные выходные параметры аккумулятора и который при необходимости (при отрицательной температуре внешней среды/низкой температуре), нагревает непосредственно электролит, а не воздушное пространство внутри корпуса аккумулятора, что приводит к сокращению времени нагрева аккумулятора и обеспечения более равномерного разогревания электролита по всему объему аккумулятора, то есть сокращается время подготовки аккумулятора к его использованию.The technical result achieved by the implementation of this invention is to increase the efficiency of the battery and increase its service life by using a control electrode as a heating element, with which the specified output parameters of the battery are maintained and which, if necessary (at a negative ambient temperature / low temperature), heats the electrolyte directly, and not the air space inside the battery case, which leads to a reduction in time change the battery heating and provide more uniform heating of the electrolyte throughout the battery, that is, the time required to prepare the battery for use is reduced.
Технический результат достигается в электрохимическом аккумуляторе, содержащем корпус, в котором размещены по меньшей мере один отрицательный электрод и по меньшей мере один положительный электрод основного аккумулятора, взаимодействующие с электролитом, при этом между каждым отрицательным и положительным электродами основного аккумулятора установлен металлический управляющий электрод с проницаемыми калиброванными отверстиями, связанный с источником тока при зарядке аккумулятора при низкой внешней температуре для нагрева электролита и с источником напряжения при работе аккумулятора в штатном режиме, через коммутатор.The technical result is achieved in an electrochemical battery containing a housing in which at least one negative electrode and at least one positive electrode of the main battery are placed, interacting with the electrolyte, while a metal control electrode with permeable calibrated electrodes is installed between each negative and positive electrodes of the main battery holes associated with the current source when charging the battery at low external temperature to heat the electric Olita and a voltage source when the battery is working in normal mode via the switch.
Таким образом в корпусе размещена по меньшей мере одна пара отрицательного и положительного электрода основного аккумулятора, при этом в каждой паре между отрицательным и положительным электродами размещен один управляющий электрод, то есть количество управляющего электрода зависит от количества пар отрицательного и положительного электрода основного аккумулятора.Thus, at least one pair of negative and positive electrodes of the main battery is placed in the housing, while each pair between the negative and positive electrodes has one control electrode, i.e. the number of control electrodes depends on the number of pairs of the negative and positive electrodes of the main battery.
Управляющий электрод имеет не менее двух выводов, связанных через коммутатор с источником тока, которые используется при необходимости нагревания электролита, то есть управляющий электрод выполнен с возможностью нагрева электролита за счет нагревания управляющего электрода, при прохождении по нему тока. Во время штатной работы аккумулятора используется один любой вывод управляющего электрода, связанный с коммутатором для подачи управляющего напряжения. Выводы управляющего электрода могут располагаться внутри или с наружи корпуса и коммутируются любым способом для подключения зарядного устройства.The control electrode has at least two leads connected through a switch to a current source, which is used if necessary to heat the electrolyte, that is, the control electrode is made with the possibility of heating the electrolyte by heating the control electrode, with the passage of current through it. During the normal operation of the battery, any one output of the control electrode connected to the switch is used to supply the control voltage. The terminals of the control electrode can be located inside or outside the housing and are switched in any way to connect the charger.
Источник напряжения представляет собой внешний источник постоянного или переменного напряжения, и/или остаточное напряжение основного и/или дополнительного аккумуляторов, отрицательные и положительные электроды которых расположены вне зоны электролита.The voltage source is an external source of constant or alternating voltage, and / or the residual voltage of the main and / or additional batteries, the negative and positive electrodes of which are located outside the electrolyte zone.
Источником постоянного или переменного тока является источник постоянного или переменного напряжения, к клемме которого подсоединен резистор, имеющий расчетный номинал и расчетную мощность.A source of direct or alternating current is a source of direct or alternating voltage, to the terminal of which a resistor is connected having a rated value and rated power.
Управляющий электрод расположен в корпусе в окружении сепаратора и находится между положительным и отрицательным электродами.The control electrode is located in the housing surrounded by the separator and is located between the positive and negative electrodes.
Управляющий электрод покрыт химически стойким изолятором и находится между положительным и отрицательным электродами.The control electrode is coated with a chemically resistant insulator and is located between the positive and negative electrodes.
Управляющий электрод покрыт химически стойким изолятором и расположен в окружении сепаратора и находится между положительным и отрицательным электродами.The control electrode is coated with a chemically resistant insulator and is surrounded by a separator and is located between the positive and negative electrodes.
Управляющий электрод покрыт химически стойким изолятором только с одной стороны и находится между положительным и отрицательным электродами.The control electrode is coated with a chemically resistant insulator on one side only and is located between the positive and negative electrodes.
Управляющий электрод покрыт химически стойким изолятором только с одной стороны и расположен в окружении сепаратора с одной стороны и между положительным электродом или отрицательным электродом с другой стороны.The control electrode is coated with a chemically resistant insulator on one side only and is located surrounded by a separator on one side and between the positive electrode or negative electrode on the other side.
Электрохимический аккумулятор содержит устройство обратной связи, регулирующее подачу соответствующего сигнала на управляющий электрод (постоянного положительного или отрицательного, или переменного напряжения) любой формы и любой длительности и амплитуды, обеспечивающие функционирование аккумулятора, и установленное вне зоны взаимодействия с электролитом. Устройство обратной связи содержит измерительные датчики (датчик температуры и/или шунт для измерения тока, а также другие датчики, например, давления, и т.п.) и электронное устройство, преобразующее выходные сигналы датчиков в управляющее напряжение (в сигнал управления) для подачи его на управляющий электрод. Устройство обратной связи и коммутатор служат для стабилизации выходных параметров.The electrochemical battery contains a feedback device that regulates the supply of the corresponding signal to the control electrode (constant positive or negative, or alternating voltage) of any shape and any duration and amplitude, ensuring the functioning of the battery, and installed outside the zone of interaction with the electrolyte. The feedback device contains measuring sensors (temperature sensor and / or shunt for measuring current, as well as other sensors, for example, pressure, etc.) and an electronic device that converts the output signals of the sensors into a control voltage (into a control signal) for supplying him to the control electrode. The feedback device and the switch serve to stabilize the output parameters.
Коммутатор является механическим или электронным устройством и установлен вне зоны действия электролита для переключения тока или напряжения при подачи их на управляющий электрод.The switch is a mechanical or electronic device and is installed outside the electrolyte range to switch current or voltage when they are supplied to the control electrode.
Управляющий электрод выполнен в виде намотки из металлической изолированной проволоки.The control electrode is made in the form of a winding of a metal insulated wire.
Управляющий электрод выполнен в виде намотки из металлической изолированной проволоки на любой, но одноименный электрод.The control electrode is made in the form of winding from a metal insulated wire on any, but the same electrode.
Электрохимический аккумулятор содержит дополнительный аккумулятор, выводы которых и управляющих электродов, расположены вне зоны действия электролита. Дополнительный аккумулятор может изготавливаться как и основной аккумулятор, т.е. имеет в своем составе управляющий электрод, так может изготавливаться по стандартной технологии, т.е. без управляющего электрода. Если дополнительный аккумулятор имеет в своем составе управляющий электрод, то для функционирования дополнительного аккумулятора требуется дополнительный источник напряженияThe electrochemical battery contains an additional battery, the conclusions of which and the control electrodes are located outside the electrolyte. The secondary battery can be manufactured like the main battery, i.e. incorporates a control electrode, so it can be manufactured according to standard technology, i.e. without a control electrode. If the additional battery incorporates a control electrode, an additional voltage source is required for the operation of the additional battery
На управляющий электрод подают постоянное управляющее напряжение при использовании дополнительного аккумулятора и/или внешнего источника напряжения.A constant control voltage is supplied to the control electrode when using an additional battery and / or an external voltage source.
На управляющий электрод подают управляющее переменное напряжение с использованием устройства обратной связи или без устройства обратной связи.A control alternating voltage is supplied to the control electrode using a feedback device or without a feedback device.
На управляющий электрод подают переменное напряжение от отдельного источника напряжения.An alternating voltage from a separate voltage source is supplied to the control electrode.
На управляющий электрод подают постоянное управляющее напряжение при использовании устройства обратной связи или без устройства обратной связи.A constant control voltage is applied to the control electrode when using a feedback device or without a feedback device.
На управляющий электрод подают переменное напряжение от отдельного источника напряжения.An alternating voltage from a separate voltage source is supplied to the control electrode.
При штатной работе аккумулятора используют как дополнительный аккумулятор, так и внешний источник напряжения.During normal operation of the battery, both an additional battery and an external voltage source are used.
В качестве электролита возможно использование любого материала, обеспечивающего функционирование электрохимического устройства. Например, электролит может быть выполнен твердым или представлять собой раствор, в котором расположены отрицательный и положительный электроды, управляющий электрод и сепаратор.As the electrolyte, you can use any material that ensures the functioning of the electrochemical device. For example, the electrolyte can be solid or a solution in which the negative and positive electrodes, a control electrode and a separator are located.
Электрохимический аккумулятор выполнен с возможностью его включения/выключения при помощи дистанционного управления.The electrochemical battery is configured to be turned on / off by remote control.
Таким образом при реализации заявленного изобретения технический результат достигается тем, что в качестве нагревательного элемента применяют управляющий электрод, изготовленный из металлической сетки с калиброванными отверстиями и имеющий не менее двух выводов. При этом управляющий электрод нагревается за счет прохождения по нему тока и тем самым нагревается электролит, а не воздушное пространство внутри корпуса аккумулятора. За счет этого сокращается время нагрева аккумулятора и обеспечение более равномерного разогревания электролита по всему объему.Thus, when implementing the claimed invention, the technical result is achieved by the fact that a control electrode made of a metal mesh with calibrated holes and having at least two leads is used as a heating element. In this case, the control electrode is heated due to the passage of current through it and thereby the electrolyte is heated, and not the air space inside the battery case. Due to this, the heating time of the battery is reduced and ensuring a more uniform heating of the electrolyte throughout the volume.
Предлагаемая конструкция нагревателя в виде управляющего электрода с проницаемыми отверстиями после нагрева электролита, при помощи управляющего электрода, является активной, т.к. после отключения режима нагрева (прохождения тока через управляющий электрод), включается штатный режим и на этот управляющий электрод подается управляющее напряжение, которое управляет потоком заряженных частиц. Т.о. управляющий электрод является неотъемлемой частью конструкции аккумулятора как в режиме нагрева электролита, так и в штатном режиме работы аккумулятора.The proposed heater design in the form of a control electrode with permeable holes after heating the electrolyte, using the control electrode, is active, because after turning off the heating mode (current passing through the control electrode), the standard mode is turned on and a control voltage is supplied to this control electrode, which controls the flow of charged particles. T.O. the control electrode is an integral part of the battery design both in the electrolyte heating mode and in the normal battery operation mode.
Кроме того, в штатном режиме на управляющий электрод возможно подать переменное напряжение и на выходных клеммах аккумулятора возможно получить также переменное напряжение. На сегодняшний день ни одна из предлагаемых конструкций нагревательных элементов для аккумуляторов не имеет такой возможности.In addition, in normal mode, it is possible to supply an alternating voltage to the control electrode, and it is also possible to obtain alternating voltage at the output terminals of the battery. To date, none of the proposed designs of heating elements for batteries does not have such an opportunity.
После нагрева электролита и отключения источника тока на управляющий электрод подается при помощи коммутатора, управляющее напряжение, которое управляет потоком заряженных частиц, обеспечивая работу аккумулятора.After heating the electrolyte and turning off the current source, a control voltage is supplied to the control electrode by means of a switch, which controls the flow of charged particles, ensuring the operation of the battery.
Таким образом, управляющий электрод выполняет одновременно две функции и выступает в первом случае как нагревательный элемент, а во втором случае как электрод, создающий управляющее электрическое поле, обеспечивая работу аккумулятора, при поддержании необходимого тока/напряжения, которые поддерживаются во время работы в заданных параметрах за счет наличия обратной связи, коммутатора и при помощи управляющего электрода, предотвращается перезарядка аккумулятора, не прекращая процесс путем автоматического изменения управляющего напряжения. Кроме того, возможно получить на выходных клеммах переменное напряжение за счет подачи переменного (гармонического или импульсного) напряжения любой формы и соответствующих значений напряжения, частоты, амплитуды и формы на управляющий электрод, обеспечивающих функционирование аккумулятора, с применением соответствующего источника напряжения. Кроме того, появляется возможность использовать электрохимическое устройство в качестве источника напряжения и/или в качестве источника тока. Управляющий электрод расположен в корпусе в окружении сепаратора или без сепаратора и может быть покрыт химически стойким изолятором.Thus, the control electrode performs two functions at the same time and acts in the first case as a heating element, and in the second case as an electrode that creates a control electric field, ensuring the battery operation, while maintaining the required current / voltage, which are maintained during operation in the given parameters for due to the presence of feedback, a switch, and using a control electrode, overcharging of the battery is prevented without stopping the process by automatically changing the control voltage zheniya. In addition, it is possible to obtain an alternating voltage at the output terminals by supplying an alternating (harmonic or pulsed) voltage of any shape and corresponding voltage, frequency, amplitude and shape values to the control electrode, ensuring the functioning of the battery, using an appropriate voltage source. In addition, it becomes possible to use an electrochemical device as a voltage source and / or as a current source. The control electrode is located in the housing surrounded by the separator or without the separator and can be coated with a chemically resistant insulator.
При прекращении работы аккумулятора и дальнейшем его охлаждения до температуры минус 40°С, необходимо для обеспечения его работоспособности, подключить к управляющему электроду при помощи коммутатора, источник тока. Ток, проходя через управляющий электрод, нагревает его и тем самым нагревается окружающий электролит. При этом аккумулятор может быть выполнен с возможностью зарядки от другого источника тока для использования его в критических случаях.Upon termination of the battery and its further cooling to a temperature of minus 40 ° C, it is necessary to ensure its operability by connecting a current source to the control electrode using a switch. The current passing through the control electrode heats it and thereby heats the surrounding electrolyte. In this case, the battery can be made with the possibility of charging from another current source for use in critical cases.
В качестве электролита возможно использование любого материала, обеспечивающего функционирование электрохимического устройства. Например, электролит может быть выполнен твердым или представлять собой раствор, в котором расположены отрицательный и положительный электроды, управляющий электрод и сепаратор.As the electrolyte, you can use any material that ensures the functioning of the electrochemical device. For example, the electrolyte can be solid or a solution in which the negative and positive electrodes, a control electrode and a separator are located.
Пример осуществления заявленного изобретения.An example implementation of the claimed invention.
Аккумулятор содержит в корпусе электродную сборку, имеющую отрицательный (катод) и положительный (анод) электроды, электролит, управляющий электрод, связанный с источником напряжения, сепаратор, коммутатор и устройство обратной связи, которые предназначены для стабилизации выходных параметров аккумулятора и находятся вне зоны взаимодействия с электролитом.The battery contains an electrode assembly in the housing, which has a negative (cathode) and positive (anode) electrodes, an electrolyte, a control electrode connected to a voltage source, a separator, a switch, and a feedback device, which are designed to stabilize the output parameters of the battery and are outside the interaction zone with electrolyte.
Как вариант, управляющий электрод может находиться между отрицательным и положительным электродами и быть отделен от них сепаратором или диэлектриком (покрыт химически нейтральным изолятором).Alternatively, the control electrode may be between the negative and positive electrodes and be separated from them by a separator or dielectric (coated with a chemically neutral insulator).
Устройство обратной связи соединено при помощи коммутатора с управляющим электродом.The feedback device is connected via a switch to a control electrode.
Управляющий электрод выполнен металлическим и проницаемым (с проницаемыми калиброванными отверстиями) для прохождения заряженных частиц. К нему подключаются соответствующие сигналы, необходимые для регулирования выходных параметров аккумулятора или зарядки аккумулятора при критической температуре.The control electrode is made of metal and permeable (with permeable calibrated holes) for the passage of charged particles. The corresponding signals necessary for regulating the output parameters of the battery or charging the battery at a critical temperature are connected to it.
Кроме того, в момент зарядки/разрядки или циклирования, а также в штатном режиме применение управляющего электрода позволяет управлять функциональной основой аккумулятора - потоком заряженных частиц, создающих ток заряда или разряда, что не допускает изменения температуры, тока, напряжения, давления и т.п. (выше заданных значений). То есть появляется возможность не прерывать ток, заряда или разряда, а управлять им, и не доводить до критических значений заданные параметры, что сохраняет работу аккумулятора на более длительный срок как при низкой, так и при повышенной температуре внешней среды.In addition, at the time of charging / discharging or cycling, as well as in normal mode, the use of a control electrode allows you to control the functional basis of the battery - the flow of charged particles that create a charge or discharge current, which does not allow changes in temperature, current, voltage, pressure, etc. . (above set values). That is, it becomes possible not to interrupt the current, charge or discharge, but to control it, and not to set the critical parameters to critical values, which preserves the battery’s operation for a longer period both at low and at elevated ambient temperature.
Кроме того, управляющий электрод может быть покрыт химически нейтральным изолятором.In addition, the control electrode may be coated with a chemically neutral insulator.
Устройство обратной связи может содержать необходимые датчики измерения температуры, давления, силы тока и т.п. и электронное устройство, преобразующее выходные сигналы датчиков в управляющее напряжение и подачи его на управляющий электрод.The feedback device may contain the necessary sensors for measuring temperature, pressure, current, etc. and an electronic device that converts the output signals of the sensors into a control voltage and supplying it to the control electrode.
Коммутатор переключает ток и напряжение, подключаемые к управляющему электроду.The switch switches the current and voltage connected to the control electrode.
Описание работы аккумулятора в динамике.Description of the battery in dynamics.
В электрохимический аккумулятор между отрицательным и положительным электродами устанавливается управляющий металлический, проницаемый управляющий (дополнительный) электрод.A control metal, permeable control (additional) electrode is installed in the electrochemical accumulator between the negative and positive electrodes.
Управляющий электрод отделяется от отрицательного и положительного электродов сепаратором (как один из вариантов изготовления аккумулятора).The control electrode is separated from the negative and positive electrodes by a separator (as one of the options for manufacturing the battery).
При проведении процесса зарядки, на управляющий электрод подается отрицательное напряжение при помощи коммутатора и устройства обратной связи, которое будет поддерживать заданные параметры аккумулятора путем управления потоком заряженных частиц, ускоряя их или замедляя их. Таким образом появляется возможность регулировать ток заряда/разряда и осуществлять более равномерное осаждение заряженных частиц на поверхности электрода, что приводит к увеличению емкости аккумулятора и увеличению срока его работы.During the charging process, a negative voltage is applied to the control electrode using a switch and a feedback device that will maintain the set parameters of the battery by controlling the flow of charged particles, accelerating them or slowing them down. Thus, it becomes possible to regulate the charge / discharge current and to carry out more uniform deposition of charged particles on the surface of the electrode, which leads to an increase in the battery capacity and an increase in its battery life.
Управлять подачей входных сигналов во время зарядки/разрядки будет зарядное устройство (как один из вариантов) и коммутатор.The input signal during charging / discharging will be controlled by a charger (as one of the options) and a switch.
Дополнительный аккумулятор предназначен для обеспечения подачи напряжения на управляющий электрод.An additional battery is designed to provide voltage to the control electrode.
Кроме того, в предлагаемом аккумуляторе возможно получить на выходных клеммах переменное напряжение за счет подачи переменного (гармонического или импульсного) напряжения на управляющий электрод от отдельного источника.In addition, in the proposed battery, it is possible to obtain alternating voltage at the output terminals by supplying an alternating (harmonic or pulsed) voltage to the control electrode from a separate source.
Кроме того, при низкой температуре внешней среды -40°С запуск аккумулятора начинается с разогрева электролита. Для этого через управляющий электрод пропускается ток. В качестве источника тока используется остаточное напряжение аккумулятора с присоединением необходимого по величине и мощности резистора, но если аккумулятор вообще не имеет остаточного напряжения (емкости), то необходимо использовать внешний источник тока для подключения его к выводам управляющего электрода. При подключении источника тока полярность выводов значения не имеет.In addition, at a low ambient temperature of -40 ° C, the start of the battery begins with the heating of the electrolyte. To do this, a current is passed through the control electrode. As a current source, the residual voltage of the battery is used with the connection of the resistor necessary for the size and power, but if the battery does not have residual voltage (capacitance) at all, then an external current source must be used to connect it to the terminals of the control electrode. When connecting a current source, the polarity of the terminals does not matter.
После нагрева электролита источник тока отключается и на управляющий электрод подается управляющее напряжение, а аккумулятор заряжается по стандартной схеме.After heating the electrolyte, the current source is turned off and a control voltage is supplied to the control electrode, and the battery is charged according to the standard scheme.
Указанное выше удостоверяет, что заявленный аккумулятор обладает повышенным ресурсом, надежностью и длительностью эксплуатации, работы аккумулятора при низкой температуре (-40-50°С) при использовании металлического управляющего электрода с отверстиями для протекания заряженных частиц, нагрева электролита, дополнительного аккумулятора устройства обратной связи, коммутатора, т.е. автоматической регулировкой управляющего напряжения (выходных параметров аккумулятора).The above certifies that the claimed battery has an increased resource, reliability and duration of operation, battery operation at low temperature (-40-50 ° C) when using a metal control electrode with holes for the flow of charged particles, heating of the electrolyte, an additional battery of the feedback device, switch, i.e. automatic adjustment of control voltage (output parameters of the battery).
Claims (16)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132959A RU2644555C1 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Multi-purpose storage battery |
| PCT/RU2016/000737 WO2018030911A1 (en) | 2016-08-10 | 2016-10-28 | Universal storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132959A RU2644555C1 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Multi-purpose storage battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2644555C1 true RU2644555C1 (en) | 2018-02-13 |
| RU2016132959A RU2016132959A (en) | 2018-02-14 |
Family
ID=61163143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132959A RU2644555C1 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Multi-purpose storage battery |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2644555C1 (en) |
| WO (1) | WO2018030911A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722502C1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-06-01 | ООО "Нординкрафт Сервис" | Electric accumulator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022266866A1 (en) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrochemical apparatus and electric device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062832A (en) * | 1992-06-19 | 1994-01-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Device and method for controlling flow rate of recycle gas |
| RU2069924C1 (en) * | 1994-10-05 | 1996-11-27 | Акционерное общество "Электрозаряд" | Nickel-zinc storage cell |
| RU2398315C1 (en) * | 2009-03-11 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Транспорт" | Storage battery with automatic inner heating |
| WO2012156639A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Electricite De France | Metal-air accumulator with air electrode protection device |
| CN203056042U (en) * | 2013-01-15 | 2013-07-10 | 无锡新纬电池有限公司 | Offline heating device of lithium battery module |
| WO2013182575A1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Valeo Securite Habitacle | Device and method for maintaining a battery at an operating temperature |
-
2016
- 2016-08-10 RU RU2016132959A patent/RU2644555C1/en not_active IP Right Cessation
- 2016-10-28 WO PCT/RU2016/000737 patent/WO2018030911A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062832A (en) * | 1992-06-19 | 1994-01-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Device and method for controlling flow rate of recycle gas |
| RU2069924C1 (en) * | 1994-10-05 | 1996-11-27 | Акционерное общество "Электрозаряд" | Nickel-zinc storage cell |
| RU2398315C1 (en) * | 2009-03-11 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Транспорт" | Storage battery with automatic inner heating |
| WO2012156639A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Electricite De France | Metal-air accumulator with air electrode protection device |
| WO2013182575A1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Valeo Securite Habitacle | Device and method for maintaining a battery at an operating temperature |
| CN203056042U (en) * | 2013-01-15 | 2013-07-10 | 无锡新纬电池有限公司 | Offline heating device of lithium battery module |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722502C1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-06-01 | ООО "Нординкрафт Сервис" | Electric accumulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018030911A1 (en) | 2018-02-15 |
| RU2016132959A (en) | 2018-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108390131B (en) | Pure internal resistance battery heating system | |
| CN113258629A (en) | Battery control unit and battery system | |
| WO2018198668A1 (en) | Power supplying device, power storage system, and charging method | |
| CN103069643A (en) | Casing for an electrochemical cell | |
| JP6871854B2 (en) | Fuel cells and batteries | |
| CN108777339A (en) | A kind of lithium ion battery pulsed discharge self-heating method and device | |
| CN110957551B (en) | Battery, in particular lithium ion battery | |
| JPWO2016111106A1 (en) | Battery system | |
| CN107146860A (en) | Battery monomer, battery package and have its vehicle | |
| TWI511345B (en) | Energy storage apparatus | |
| RU2644555C1 (en) | Multi-purpose storage battery | |
| WO2019041144A1 (en) | Lithium-ion battery and lithium-ion battery pack | |
| JP2016012494A (en) | battery | |
| KR101913510B1 (en) | Energy circulation device for lithium secondary battery using self-energy and method thereof | |
| KR101128667B1 (en) | Secondary Battery of Improved Safety | |
| JP2016510480A (en) | Electrochemical cell or battery with reduced impedance and method for producing the same | |
| CN106425028B (en) | A kind of wireless bonding machine with heat generating component | |
| JP5284029B2 (en) | Battery pack and method of manufacturing battery pack | |
| KR20180061072A (en) | Method and system for dissimilar metal resistance welding of secondary battery | |
| RU2398314C1 (en) | Multi-purpose storage battery | |
| KR102394187B1 (en) | Separator with enhanced stability and secondary battery comprising the same | |
| KR102538244B1 (en) | Device and method for preventing battery abnormalities using diodes | |
| KR20160014816A (en) | Energy storage device constructed to supply electric power from individual batterycell | |
| JP2021514518A (en) | Lithium-ion battery with internal heating device | |
| KR102902315B1 (en) | Charging device using heterogeneous battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190811 |