Устройство для крепления катодов в корпусе топливного элемента

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве различных химических источников тока, преимущественно метало-воздушных источников тока с алюминиевым анодом.

Полезная модель направлена на облегчение процесса установки катодов в корпусе топливного элемента.

Устройство для крепления катодов в корпусе топливного элемента, выполнено в виде рамки с перемычками, охватывающей по периметру катод, при этом короткие стороны рамки снабжены выходящими наружу в плоскости рамки выступами, входящими в пазы, выполненные в корпусе, а длинные стороны рамки - упругими крючкообразными захватами, выступающими вне плоскости рамки и входящими в пазы, выполненные в корпусе. 4 илл.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве различных химических источников тока, преимущественно метало-воздушных источников тока с алюминиевым анодом. Рамочные элементы широко используются при конструировании и производстве различных химических источников тока.

Известна компоновка электродов для НК-аккумуляторов (RU 2214022 [1]).

Положительные и отрицательные пластинчатые электроды укладывают с чередованием в пакет в заданном количестве с прокладкой сепараторного материала для образования электродного пакета., Одинаково направленные электроды соединены соответственно друг под другом с помощью шин для соединения пластин одного знака, причем электродный пакет сжимают по всей площади со сжатием сепараторного материала, находящегося между электродами, и фиксируют с образованием стабильной формы. Для этого электродный пакет помещают между механическими зажимающими элементами. Электродные пластины могут сжиматься в уложенном в пакеты состоянии перед сборкой в корпус элементов и фиксируются путем расположения соответствующих деталей. Например, на внешние электродные пластины могут накладываться рамочные пластины, которые после сжатия соединяют с перемычками, проходящими вдоль боковых кромок электродный пластины. При этом соединение может осуществляться сваркой, свинчиванием и т.п., соединение может также дополнительно регулироваться, благодаря чему толщина пакета и давление в пакете могут устанавливаться дополнительно.

Недостатком известного технического решения является сложность реализации и невозможность применения для крепления катодов в корпусе топливного элемента, например, метало-воздушного.

Известна кассета для батарей, содержащей пару внешних рамных деталей для размещения отдельных элементов питания и внутреннюю рамную деталь, расположенную между внешними рамными деталями, причем один из отдельных элементов питания установлен между первой внешней рамной деталью и внутренней рамной деталью, другой отдельный элемент питания установлен между второй внешней рамной деталью и внутренней рамной деталью, а внутренняя рамная деталь имеет множество сквозных проемов, которые сообщаются с внешним пространством, когда отдельные элементы питания установлены между внешними и внутренней рамными деталями (RU 2335827 [2]).

Однако известное техническое решение не может быть использовано, без внесения в него конструктивных изменений, для крепления катодов в корпусе топливного элемента, например, метало-воздушного.

Наиболее близким к заявляемому устройству по своей технической сущности является техническое решение, описанное в RU 2399992 [3]. Согласно изобретению обрамленная группа элементов литиевой батареи включает в себя первую деталь рамки и вторую деталь рамки. Детали рамки защелкиваются друг с другом, зажимая пакетный элемент литиевой батареи на поверхностях уплотняемых кромок, тем самым обеспечивая конструктивную жесткость и защиту от повреждения вследствие манипуляций и вибрации. Каждая из деталей рамки имеет многочисленные штыри и гнезда на стороне, противоположной зажимной поверхности, для облегчения выравнивания и укладки стопкой многочисленных сборок пакетного элемента литиевой батареи и рамки с образованием группы элементов литиевой батареи. Каждая из деталей рамки включает в себя средство фиксации шины со вставленной в него шиной для электрического соединения всех выводов данной группы пакетных элементов литиевой батареи с шиной. Рамка элементов зажимает герметизирующую оболочку пакетного элемента литиевой батареи по периметру с противоположных сторон, образуя сборку пакетного элемента литиевой батареи и рамки.

Однако известное техническое решение не может быть использовано, без внесения в него конструктивных изменений, для крепления катодов в корпусе топливного элемента, например, метало-воздушного.

Заявляемое в качестве полезной модели устройство направлено на облегчение процесса установки катодов в корпусе топливного элемента.

Указанный результат достигается тем, что устройство для крепления катодов в корпусе топливного элемента, выполнено в виде рамки с перемычками, охватывающей по периметру катод, при этом короткие стороны рамки снабжены выходящими наружу в плоскости рамки выступами, входящими в пазы, выполненные в корпусе, а длинные стороны рамки - упругими крючкообразными захватами, выступающими вне плоскости рамки и входящими в пазы, выполненные в корпусе.

Перемычки в рамке позволяют с одной стороны обеспечить ее жесткость, а с другой - не препятствуют контакту электролита с катодом. Снабжение рамки выходящими наружу в плоскости рамки выступами, входящими в пазы, выполненные в корпусе и упругими крючкообразными захватами, выступающими вне плоскости рамки и входящими в пазы, выполненные в корпусе существенно облегчает процесс закрепления катодов в корпусе топливного элемента. Достаточно положить катод в отведенное ему углубление, вставить выступы в пазы и защелкнуть упругие крючкообразные захваты в соответствующих пазах.

Сущность заявляемого устройства для крепления катодов в корпусе топливного элемента поясняется чертежами и примером предпочтительного варианта его реализации. На фиг.1 представлен общий вид устройства для крепления катодов. На фиг.2 представлен вид сбоку собранного корпуса топливного элемента. На фиг.3 представлен разрез по 1-1 на фиг.2. На фиг.4 представлен разрез по 2-2 на фиг.3.

Корпус топливного элемента 1 состоит из рамки 2, в которой с внешней стороны выполнены углубления 3 для установки в них катодов 4. С двух сторон углубления для катодов имеют выступы 5 для фиксации рамки 6, обеспечивающей крепление катода в рамке корпуса 2. Рамка 6 снабжена с двух коротких сторон выступами 5¹, а с длинных - упругими крючкообразными захватами 7 с фиксирующими выступами 8, входящими в пазы 9 на боковых внешних поверхностях рамки 2. Внутренний просвет рамки 6 снабжен перемычками 10.

Устройство для крепления катодов в корпусе топливного элемента используется следующим образом. В углубления 3 рамки 2 корпуса 1 топливного элемента с предварительно нанесенной по краям углублений герметизирующей массой помещают катод 4. По краям катода наносят герметизирующую массу. После этого выступы 5¹ рамки 6, слегка согнув рамку, вставляют под выступы 5, которыми снабжены углубления для катодов 3 и нажав на рамку вводят фиксирующие выступы 8 крючкообразных захватов 7 в зацепление с пазами 9 на боковых внешних поверхностях рамки 2. В результате катод 4 оказывается прижат к рамке 2 в своем углублении 3 и надежно зафиксирован.

Устройство для крепления катодов в корпусе топливного элемента, выполненное в виде рамки с перемычками, охватывающей по периметру катод, при этом короткие стороны рамки снабжены выходящими наружу в плоскости рамки выступами, входящими в пазы, выполненные в корпусе, а длинные стороны рамки - упругими крючкообразными захватами, выступающими вне плоскости рамки и входящими в пазы, выполненные в корпусе.