RU2675389C1 - Sealed lithium-ion battery valve - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the electrical industry and can be used in sealed batteries for the discharge (relief) of pressure of gaseous medium from lithium-ion batteries. In the valve a sealed lithium-ion battery, located in the battery case, a lid, having channels in the form of grooves for the free release of gas, is installed in the case, and for fixing it in the case there is a retaining ring, there is also an elastic sealing element – a cuff and a stop regulator abutting the lid, a second similar elastic sealing element and a stop regulator are further introduced into the structure, wherein the stop regulators are spring-loaded, a second locking element in the form of a retaining ring is installed in the valve for retaining the sealing elements with possible vacuuming of the battery cavity, wherein the sealing elements are made in the form of disc cuff and are arranged sequentially one above the other.EFFECT: technical result achieved in the proposed sealed lithium-ion battery valve, is the increased reliability of sealing of the case and simplified design.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в герметичных аккумуляторах для осуществления сброса (стравливания) давления газообразной среды из литий-ионных аккумуляторов.The invention relates to the electrical industry and can be used in sealed batteries to discharge (bleed) the pressure of a gaseous medium from lithium-ion batteries.

Известен предохранительный клапан (заявка Франции №2645350, МПК Н01М 1/03, опубл. в 1972 г.), состоящий из корпуса с отверстиями, эластичного уплотнительного элемента, имеющего шайбу и кольцо из гидрофобного пористого материала, а также крышки и винтовой пружины, прижимающей шайбу к корпусу.A known safety valve (French application No. 2645350, IPC Н01М 1/03, published in 1972), consisting of a housing with holes, an elastic sealing element having a washer and a ring of hydrophobic porous material, as well as a cover and a coil spring pressing the washer to the body.

Признаки, общие предлагаемого клапан герметичного литий-ионного аккумулятора и аналога, следующие:Symptoms common to the proposed valve of a sealed lithium-ion battery and analogue are as follows:

- корпус;- housing;

- эластичный уплотнительный элемент.- elastic sealing element.

Недостатком известной конструкции является ограничение точности срабатывания клапана технологическим разбросом изготавливаемых деталей корпуса и жесткостью винтовой пружины, что снижает надежность работы клапана.A disadvantage of the known design is the limitation of the accuracy of the valve by the technological spread of the manufactured body parts and the stiffness of the coil spring, which reduces the reliability of the valve.

Наиболее близким к предлагаемому клапану герметичного литий-ионного аккумулятора, принятым за прототип, является герметичный аккумулятор с клапаном (а.с. РФ №864388, МПК Н01М 10/34, опубл. в 1977 г), состоящий из корпуса, эластичного уплотнительного элемента, имеющего стержень со шляпкой, помещенный в отверстие эластичного кольца, а также крышки с каналами для свободного выхода газа, причем на шляпку стержня, снабженную резьбой, навинчен кольцевой упорный регулятор, упирающийся в поверхность крышки.Closest to the proposed valve sealed lithium-ion battery, adopted as a prototype, is a sealed battery with a valve (AS RF No. 864388, IPC Н01М 10/34, publ. In 1977), consisting of a housing, an elastic sealing element, having a rod with a cap placed in the hole of the elastic ring, as well as a lid with channels for free gas outlet, moreover, an annular stop regulator thrust against the surface of the cap is screwed onto the cap of the rod equipped with a thread.

Признаки, общие предлагаемого клапан герметичного литий-ионного аккумулятора и прототипа, следующие:The features common to the proposed valve of a sealed lithium-ion battery and prototype are as follows:

- корпус;- housing;

- крышка с каналами для свободного выхода газа;- a cover with channels for a free exit of gas;

- элемент фиксации крышки в корпусе в виде стопорного кольца;- an element for fixing the cover in the housing in the form of a retaining ring;

- эластичный уплотнительный элемент;- elastic sealing element;

- упорный регулятор, упирающийся в поверхность крышки.- persistent regulator abutting against the surface of the lid.

Недостатком этого герметичного клапана является недостаточная герметизация при эксплуатации, снижающая надежность работы аккумулятора.The disadvantage of this sealed valve is insufficient sealing during operation, which reduces the reliability of the battery.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом клапане герметичного литий-ионного аккумулятора, заключается в повышении надежности обеспечения герметизации корпуса при эксплуатации.The technical result achieved in the proposed valve sealed lithium-ion battery, is to increase the reliability of ensuring the sealing of the housing during operation.

Этот технический результат достигается тем, что в клапане герметичного литий-ионного аккумулятора, находящемся в корпусе аккумулятора, корпус имеет цилиндрическое отверстие, в которое установлен эластичный уплотнительный элемент (манжета), пружинный регулятор, имеющий разрезы и упирающийся в крышку. Крышка имеет каналы в виде пазов для свободного выхода газа и элемент для ее фиксации в виде стопорного кольца. Дополнительно в конструкцию введены второй аналогичный эластичный уплотнительный элемент и второй пружинный регулятор так, что эластичные уплотнительные элементы расположены последовательно друг над другом. В обоих эластичных уплотнительных элементах используется эффект упругих свойств материала, из которого они изготовлены, причем оба эластичных уплотнительных элемента имеют форму тарельчатых манжет.This technical result is achieved in that in the valve of a sealed lithium-ion battery located in the battery case, the case has a cylindrical hole in which an elastic sealing element (cuff) is installed, a spring regulator having cuts and abuts against the cover. The cover has channels in the form of grooves for a free exit of gas and an element for fixing it in the form of a retaining ring. Additionally, a second similar elastic sealing element and a second spring adjuster are introduced into the structure so that the elastic sealing elements are arranged one above the other. In both elastic sealing elements, the effect of the elastic properties of the material from which they are made is used, and both elastic sealing elements are in the form of disk cups.

Отличительные признаки, обуславливающие соответствие предлагаемого клапана герметичного литий-ионного аккумулятора критерию «новизна» следующие:Distinctive features that determine the compliance of the proposed valve sealed lithium-ion battery with the criterion of "novelty" are as follows:

- введение дополнительно второго аналогичного эластичного уплотнительного элемента;- the introduction of an additional second similar elastic sealing element;

- расположение эластичных уплотнительных элементов последовательно друг над другом;- the location of the elastic sealing elements sequentially above each other;

- введение дополнительно второго упорного регулятора;- the introduction of an additional second persistent regulator;

- выполнение упорных регуляторов пружинными;- the implementation of persistent regulators spring;

- выполнение эластичных уплотнительных элементов в виде тарельчатых манжет;- the implementation of elastic sealing elements in the form of dish-shaped cuffs;

- введение второго элемента фиксации в виде стопорного кольца.- the introduction of the second locking element in the form of a retaining ring.

Для обоснования соответствия предлагаемой конструкции клапана герметичного литий-ионного аккумулятора критерию «изобретательский уровень» был проведен анализ известных решений по литературным источникам. Отличительных признаков заявляемого решения, дающих в совокупности с известными признаками вышеуказанный технический результат в литературных источниках не обнаружено, поэтому, по мнению авторов, предлагаемая конструкция клапана герметичного литий-ионного аккумулятора соответствует критерию «изобретательский уровень».To justify the compliance of the proposed valve design of a sealed lithium-ion battery with the criterion of "inventive step", an analysis of known solutions from literature was carried out. Distinctive features of the proposed solution, giving in combination with the known features the above technical result in literature, was not found, therefore, according to the authors, the proposed valve design of a sealed lithium-ion battery meets the criterion of "inventive step".

Конструкция предлагаемого клапана герметичного литий-ионного аккумулятора изображена на фиг. 1.The proposed valve design of a sealed lithium-ion battery is shown in FIG. one.

Предлагаемый клапан герметичного литий-ионного аккумулятора состоит из корпуса 1, имеющего цилиндрическое отверстие, в которое установлены два эластичных уплотнительных элемента, выполненные в виде манжеты 2, имеющих тарельчатую форму и расположенных друг над другом; пружинных упорных регуляторов 3, упирающихся посредством вставок 4 в крышку 5, причем усилие необходимое для уплотнения регулируется количеством пружинных упорных регуляторов 3. Крышка 5 имеет каналы 6 в виде пазов для свободного выхода газа и элемент для ее фиксации в виде стопорного кольца 7. Также в клапане установлено второе стопорное кольцо 8 для удержания уплотнительных элементов 2 при возможном вакуумировании полости аккумулятора.The proposed valve sealed lithium-ion battery consists of a housing 1 having a cylindrical hole in which two elastic sealing elements are installed, made in the form of a sleeve 2 having a plate shape and located one above the other; spring thrust regulators 3, abutting by inserts 4 into the cover 5, and the force required for sealing is controlled by the number of spring thrust regulators 3. The cover 5 has channels 6 in the form of grooves for the free exit of gas and an element for fixing it in the form of a lock ring 7. Also in the valve is equipped with a second retaining ring 8 for holding the sealing elements 2 with the possible evacuation of the battery cavity.

Пример конкретного выполнения предлагаемого клапана герметичного литий-ионного аккумулятора.An example of a specific implementation of the proposed valve sealed lithium-ion battery.

Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора устанавливается в каждом литий-ионном аккумуляторе в батарее аккумуляторов. При нештатной работе аккумулятора внутри его корпуса 1 повышается давление газообразной среды, которое во избежание разрушения необходимо сбрасывать (стравливать). Под действием давления (Р) происходит преодоление упругих сил материала эластичного уплотнительного элемента в виде манжеты 2 и сброс (стравливание) его в полость закрытую, вторым уплотнительным элементом манжетой 2, а затем, таким же образом, в окружающую среду по пазам 6 для свободного выхода газа в крышке 5, причем усилие необходимое для уплотнения регулируется пружинными упорными регуляторами 3, а для фиксации крышки установлено стопорное кольцо 7. Наличие дополнительного последовательно установленного второго аналогичного эластичного уплотнительного элемента 2 и второго пружинного упорного регулятора 3 повышает надежность герметизации корпуса 1. Причем оба эластичных уплотнительных элемента 2 имеют форму тарельчатых манжет и расположены последовательно друг над другом, что повышает надежность герметизации при эксплуатации. Для удержания уплотнительных элементов 2 при возможном вакуумировании полости аккумулятора установлено второе стопорное кольцо 8.A sealed lithium-ion battery valve is installed in each lithium-ion battery in the battery. During abnormal operation of the battery inside its housing 1, the pressure of the gaseous medium rises, which must be dumped (bleed) to avoid destruction. Under the influence of pressure (P), the elastic forces of the material of the elastic sealing element are overcome in the form of a sleeve 2 and its discharge (bleed) is closed into the cavity, the sleeve 2 is closed by the second sealing element, and then, in the same way, into the environment by grooves 6 for free exit gas in the cover 5, and the force necessary for sealing is regulated by spring stop regulators 3, and a lock ring 7 is installed to fix the cover 7. The presence of an additional second similar elastic the sealing member 2 and the second spring thrust controller 3 increases the reliability of the sealing body 1. Moreover, the two elastic sealing members 2 are in the form of Belleville sleeves and arranged in series above each other, which increases the reliability of the seal during operation. To hold the sealing elements 2 with the possible evacuation of the battery cavity, a second retaining ring 8 is installed.

Claims (1)

Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора, состоящий из корпуса, крышки с каналами в виде пазов для свободного выхода газа и элемента для ее фиксации в корпусе в виде стопорного кольца, а также из эластичного уплотнительного элемента и упорного регулятора, упирающегося в крышку, отличающийся тем, что дополнительно введены второй аналогичный эластичный уплотнительный элемент и второй упорный регулятор, причем оба упорных регулятора выполнены пружинными, кроме того, в клапане установлен второй фиксирующий элемент в виде стопорного кольца для удержания уплотнительных элементов при возможном вакуумировании полости аккумулятора, а уплотнительные элементы выполнены в виде тарельчатых манжет и расположены последовательно друг над другом.Valve of a sealed lithium-ion battery, consisting of a housing, a cover with channels in the form of grooves for free gas outlet and an element for fixing it in the housing in the form of a locking ring, as well as an elastic sealing element and a stop regulator abutting against the cover, characterized in that that a second similar elastic sealing element and a second stop regulator are additionally introduced, moreover, both stop regulators are spring-loaded, in addition, a second locking element is installed in the valve in the form of a stop sealing rings for holding the sealing elements, with the possible evacuation of the accumulator cavity and the sealing elements are in the form of Belleville sleeves and arranged in series above each other.

Images