6-вольтовый литий-фторидный химический источник тока
Использование: производство твердотельных 6 В литий-фторидных источников тока (ХИТ). Сущность изобретения: литий-фторидный ХИТ содержит анод на основе лития или литийсодержащего сплава, твердый электролит и катод на основе фторсодержащих соединений с энергией связи фтора не более 0,05 эВ. В качестве таких соединений могут использоваться фториды ксенона, криптона, серебра и кобальта. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве литий-фторидных химических источников тока (ХИТ).
Известен литий-фторидный ХИТ, содержащий литиевый анод, органический раствор электролита и катод на основе фторированного углерода [1]. Недостаток указанного ХИТ связан с использованием жидкофазного электролита, наличие которого предъявляет повышенные требования к его герметизации, а также снижает его эксплуатационную надежность из-за возможности разгерметизации с взрывом при аварийных режимах. Из известных литий-фторидных ХИТ наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является ХИТ, содержащий литиевый анод, твердый литийпроводящий электролит и катод на основе фторуглерода [2]. Недостатком указанного ХИТ являются низкие удельные электрические характеристики. Задачей изобретения является создание литиевого ХИТ, обладающего повышенными удельными электрическими характеристиками. Указанный технический результат достигается тем, что в литий-фторидном ХИТ, содержащем анод на основе лития или литийсодержащего сплава, твердый электролит, в качестве катода взяты высшие фториды с энергией связи фтора в соединении не более 0,05 эВ. В качестве таких соединений могут быть использованы фториды инертных газов ксенона и криптона, например XeF6 и KrF4. Кроме того, в качестве катодных материалов могут использоваться высшие фториды металлов, например AgF2 и CoF3. Использование на катоде высших фторсодержащих соединений с малой энергией связи фтора (менее 0,05 эВ) позволит реализовать 6 В электрохимическую систему Li/F с удельной энергией более 300Втч/кг. Это достигается за счет высоких активностей лития и фтора и их большой удельной энергоемкости. Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "новизна". Для проверки соответствия заявленного решения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения. Установлено, что изобретение не следует явным образом для специалиста в данной области из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". Пример практической реализации. Для подтверждения возможности практической реализации заявленного изобретения был изготовлен лабораторный литиевый ХИТ. ХИТ собирался в разряженном состоянии, что упрощает его изготовление за счет использования менее активных веществ. В качестве анода использовался фторид лития (LiF), размещенный в матрице из никелевой фольги толщиной 70 мкм, пористостью 40% и размером пор 15 мкм, в качестве катода использовался фторид серебра (AgF), размещенный в аналогичной матрице. Электроды в форме дисков диаметром 20 мм размещались в корпусе стандартного литий-фторуглеродного пуговичного элемента типа ВR2325. После герметизации ХИТ подвергался заряду от внешнего источника постоянного тока при напряжении 6,6-8 В. В процессе заряда напряжение регулировалось, чтобы ток заряда не превышал 1 мА. Время заряда составляло 5-8 ч. В процессе заряда LiF восстанавливался до металлического лития, а фторид серебра (AgF) окислялся до дифторида серебра (AgF2). После проведения заряда измеряли напряжение разомкнутой цепи. Его значение составило 6 В. При разряде током 0,1 мА лабораторный образец отдавал емкость 150мАч, сравнимую с выпускаемыми литий-фторуглеродными ХИТ. Однако за счет более высокого рабочего напряжения 6 В удельная энергия испытываемого ХИТ была выше на 40%. Полученные данные подтверждают возможность практической реализации заявленного изобретения с достижением указанного технического результата. На основании изложенного можно сделать заключение, что заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".Формула изобретения
1. Литий-фторидный химический источник тока, содержащий анод на основе лития или литийсодержащего сплава, твердый электролит и катод на основе фторсодержащих соединений, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащих соединений взяты высшие фториды, в которых фтор имеет энергию связи не более 0,05 эВ. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащего соединения взяты фториды инертных газов, выбранных из группы, содержащей криптон, ксенон. 3. Источник по п.1, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащих соединений взяты высшие фториды, выбранные из группы, содержащей дифторид серебра, трифторид кобальта.
Похожие патенты:
Твердый электролит // 2080695
Аккумулятор с твердым электролитом // 2070756
Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано в качестве автономного источника для питания счетно-решающих устройств, часов, элементов памяти и т.д
Изобретение относится к области технической электрохимии, а точнее к созданию полимерных композиций, используемых в качестве твердых электролитов для химических источников тока
Изобретение относится к области твердотельных полимерных ионных проводников, а именно к литий-проводящим полимерным электролитам, который может быть использован в литиевых перезаряжаемых батареях, электрохимических устройствах и сенсорах
Твердый фторпроводящий электролит // 2022415
Изобретение относится к материалам с высокой ионной проводимостью, расширяет группу перспективных твердых электролитов с фторионной проводимостью, которые могут быть использованы для изготовления источников тока, а также электрохимических мембран для химических сенсоров фторсодержащих соединений в газовой фазе, с применением в химической и электрохимической промышленности, в ядерной энергетике и в экологических контрольных системах
Ионистор // 2012105
Изобретение относится к элементной базе микроэлектроники, в частности к твердотельным конденсаторам с двойным электрическим слоем - ионистором, и может быть использовано в интегральных схемах
Батарея элементов // 1840836
Изобретение относится к высокотемпературным электрохимическим устройствам с твердооксидным электролитом
Твердый электролит // 1772847
Изобретение относится к способу производства электрической энергии, к устройству для осуществления способа, к соединению, имеющему N-F-связь и производящему электрическую энергию, и к батарее, использующей соединение, обеспечивает решение задачи производства электрической энергии путем использования материалов в качестве активного материала для батареи, электролита и т.п., которые удобны в обращении и являются приемлемыми с точки зрения охраны окружающей среды
Твердотельный химический источник тока // 2136083
Изобретение относится к первичным автономным батареям для систем длительного постоянного действия
Изобретение относится к области твердотельных полимерных ионных проводников, а именно к литийпроводящим полимерным электролитам, которые могут быть использованы в литиевых перезаряжаемых батареях, электрохимических устройствах и сенсорах
Твердотельный химический источник тока // 2187178
Изобретение относится к области электротехники, в частности к твердотельным химическим источникам тока, и может быть использовано в производстве первичного и вторичного источников тока
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока
Твердый электролит // 2213384
Изобретение относится к химическим источникам тока а, именно к материалу для литийпроводящего твердого электролита, используемого в твердотельных литиевых источниках тока
Изобретение относится к области твердотельных полимерных ионных проводников, а именно к ион-проводящим полимерным электролитам, которые могут быть использованы в электрохимических устройствах, в частности в электродно-активных мембранах
Изобретение относится к электрохимии, а именно к твердым электролитам для различных электрохимических устройств
Ионопроводящий термообратимый полимерный материал и полимеризуемый состав для его получения // 2241282
Изобретение относится к области твердотельных ионных проводников, а именно к полимерным электролитам