Расплавляемый электролит для химического источника тока

Авторы патента:

Дорошева Екатерина Вячеславовна (RU)

H01M6/20 - работающим при высокой температуре (термоэлементы замедленного действия H01M 6/36)

Владельцы патента RU 2566362:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий фторид, метаванадат лития и другие соединения калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия электролит содержит хлорид, бромид и метаванадат калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития 1,06…1,30 Метаванадат лития 32,99…33,92 Хлорид калия 1,24…1,88 Бромид калия 5,58…6,58 Метаванадат калия 58,13…58,74

Заявляемый электролит имеет существенное преимущество по сравнению с известными аналогичными расплавами, поскольку на 36-42°C обеспечивает снижение температуры плавления, что позволяет снизить энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние и расширяет температурный диапазон использования электролита. 1 табл.

Известен электролит для химических источников тока, включающий метаванадаты лития и калия и хлорид калия (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Петров А.С., Анипченко Б.В. Фазовые равновесия в системах с участием метаванадатов некоторых щелочных металлов. - М.: Машиностроение-1, 2005. - 118 с.). Однако он имеет высокую температуру плавления 410°C.

Известен электролит для химических источников тока, включающий фторид, бромид, метаванадат и молибдат лития (Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Фазовые равновесия в системах с участием солей лития. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 121 с.). Однако он обладает высокой температурой плавления 394°C.

Известен электролит для химических источников тока, включающий фторид, хлорид, метаванадат и хромат лития с температурой плавления 340°C (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Петров А.С., Анипченко Б.В. Фазовые равновесия в системах с участием метаванадатов некоторых щелочных металлов. - М: Машиностроение-1, 2005. - 118 с.). Возьмем данный электролит за прототип.

Однако этот электролит имеет высокое значение температуры плавления, что снижает диапазон использования его по температуре и дополнительно увеличивает энергозатраты на приведение в рабочее состояние.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными заключается в том, что электролит содержит метаванадаты лития и калия, хлорид и бромид калия и фторид лития.

Техническим результатом, является снижение температуры плавления солевого состава.

Технический результат достигается тем, что электролит содержит фторид и метаванадат лития, а также хлорид, бромид и метаванадат калия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Фторид лития	1,06…1,30
Метаванадат лития	32,99…33,92
Хлорид калия	1,24…1,88
Бромид калия	5,58…6,58
Метаванадат калия	58,13…58,74

Предложенный электролит готовится следующим образом. Исходные предварительно обезвоженные соли взвешивают, помещают в платиновом микротигле в печь нагрева шахтного типа и переплавляют. Соотношения ингредиентов и температуры плавления составов для заявляемых пределов следующие:

Пример 1.

0,0032 г (1,07 мас. %) фторида лития + 0,1001 г (33,35 мас. %) метаванадата лития + 0,0038 г (1,26 мас. %) хлорида калия + 0,0169 г (5,63 мас. %) бромида калия + 0,1761 г (58,69 мас. %) метаванадата калия

Температура плавления равна 301°C.

Пример 2.

0,0040 г (1,30 мас. %) фторида лития + 0,0998 г (33,26 мас. %) метаванадата лития + 0,0037 г (1,25 мас. %) хлорида калия + 0,0168 г (5,62 мас. %) бромида калия + 0,1757 г (58,57 мас. %) метаванадата калия

Температура плавления равна 304°C.

Пример 3.

0,0031 г (1,06 мас. %) фторида лития + 0,1018 г (33,92 мас. %) метаванадата лития + 0,0037 г (1,24 мас. %) хлорида калия + 0,0167 г (5,58 мас. %) бромида калия + 0,1746 г (58,2 мас. %) метаванадата калия

Температура плавления составляет 298°C.

Пример 4.

0,0032 г (1,06 мас. %) фторида лития + 0,0994 г (33,12 мас. %) метаванадата лития + 0,0056 г (1,88 мас. %) хлорида калия + 0,0168 г (5,61 мас. %) бромида калия + 0,1750 г (58,33 мас. %) метаванадата калия

Температура плавления составляет 299°C.

Пример 5.

0,0032 г (1,06 мас. %) фторида лития + 0,0990 г (32,99 мас. %) метаванадата лития + 0,0037 г (1,24 мас. %) хлорида калия + 0,0197 г (6,58 мас. %) бромида калия + 0,1744 г (58,13 мас. %) метаванадата калия

Температура плавления составляет 302°C.

Пример 6.

0,0032 г (1,07 мас. %) фторида лития + 0,1000 г (33,32 мас. %) метаванадата лития + 0,0037 г (1,24 мас. %) хлорида калия + 0,0169 г (5,63 мас. %) бромида калия + 0,1762 г (58,74 мас. %) метаванадата калия

Температура плавления составляет 303°C.

За заявленными пределами состав не является однофазным и имеет более высокую температуру плавления.

В таблице приведены сравнительные характеристики заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Заявляемый электролит имеет существенное преимущество по сравнению с известными - на 36-42°C снижена температура плавления, что снижает энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние и расширяет температурный диапазон использования электролита.

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий фторид лития, метаванадат лития и соли щелочных металлов, отличающийся тем, что в качестве солей щелочных металлов взяты хлорид, бромид и метаванадат калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития	1,06…1,30
Метаванадат лития	32,99…33,92
Хлорид калия	1,24…1,88
Бромид калия	5,58…6,58
Метаванадат калия	58,13…58,74

Похожие патенты:

Тепловая батарея // 2553449

Заявленное изобретение относится к резервным источникам тока, а именно к тепловым химическим источникам тока (ТХИТ). Повышение надежности работы, исключение риска появления коротких замыканий между элементами активных масс электрохимических элементов (ЭХЭ), образующих блок устройства, является техническим результатом заявленного изобретения.

Пиротехнический источник электрического тока // 2525843

Изобретение относится к устройствам прямого преобразования химической энергии экзотермических композиций в электрическую энергию, в частности к высокотемпературным резервным источникам электрического тока одноразового действия, предназначенным для работы в режиме ожидания - автономного задействования и питания бортовой аппаратуры, приборов и устройств, например в виде мостиков накаливания, пиротехнических энергодатчиков, микроэлектродвигателей, реле, и т.д., систем оповещения, автоматического пожаротушения, блокировки и т.п.

Пиротехнический источник электрического тока // 2519274

Электролит для химических источников тока // 2506669

Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов солей лития, которые могут быть использованы в качестве расплавляемых электролитов для химического источника тока.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2506668

Электролит для химического источника тока // 2505891

Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов, содержащих фторид, бромид, молибдат лития, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления дополнительно введен вольфрамат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид лития 6,34-7,03, бромид лития 76,28-79,61, вольфрамат лития 4,85-9,59, молибдат лития 4,47-11,84.

Электролит для химического источника тока // 2484556

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для высокотемпературных тепловых химических источников тока.

Пиротехнический источник электрического тока // 2468478

Тепловая батарея // 2457586

Изобретение относится к области электротехники, а именно к термоактивируемым химическим источникам тока (ТХИТ), и может быть использовано в источниках электропитания как средств управления, так и активного питания силовых электрических агрегатов.

Тепловой химический источник тока // 2408113

Изобретение относится к области электротехники, к области резервных химических источников тока на твердом теле и может быть использовано для изготовления теплового источника тока с ионной проводимостью.

Химический источник тока // 2628567

Изобретение относится к электротехнике, к резервным источникам тока, и может быть использовано при изготовлении теплового химического источника тока (ТХИТ). Сущность изобретения: в отличие от известного ХИТ, содержащего размешенный в цилиндрическом корпусе, выполненном со сквозными вертикальными прорезями в виде окон и снабженном составной тепло- и электроизоляцией, поджатый вдоль его вертикальной оси системой упругих и регулировочных элементов блок термоактивируемых ЭХЭ, каждый из которых состоит из пакета последовательно чередующихся твердых слоев анода, электролита, катода и твердых слоев пиротехнических нагревательных элементов (ПТН), введенных между слоями активных масс, блок ЭХЭ, снабженный разнополюсными токовыводами, систему термоактивирования, согласно изобретению, каждый ЭХЭ выполнен в виде спрессованных твердых слоев анода, представляющего собой сплав литий-бор с содержанием бора не менее 28%, слоев электролита в виде эвтектической смеси силикатов и фосфатов щелочных металлов и катода, состоящего из смеси хлорида никеля и оксида ванадия, при этом в тело катода впрессована просечная никелевая сетка, диаметр которой составляет величину в диапазоне от 75% до 95% от диаметра катода, и имеющая толщину от 10% до 30% от толщины катода, по торцам блока ЭХЭ от краевых ЭХЭ выведены разнополюсные токовыводы к соответствующим полюсам ХИТ. Снижение времени выхода источника тока на рабочий режим, повышение продолжительности работы, повышение надежности, снижение внутреннего сопротивления ЭХЭ, повышение напряжения при импульсных включениях являются техническим результатом изобретения. 2 ил., 1 пр.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2633360

Изобретение относится к расплавляемому электролиту для химического источника тока, включающему при следующем соотношении компонентов, мас. %: фторид лития 1,57…1,63, хромат лития 64,59…66,29, хлорид калия 16,38…18,52, хромат калия 15,32…15,70. Технический результат – снижение температуры плавления на 15-20°C и соответственно энергозатрат на активацию электролита, расширение температурного диапазона его использования. 1 табл., 3 пр.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2645763

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и рубидия. Расплавляемый электролит для химического источника тока включает хлорид лития и хлорид рубидия, в качестве дополнительного компонента взят хромат лития, при следующем соотношении компонентов, мас. %: хлорид лития 28,16-29,73, хлорид рубидия 56,98-59,00, хромат лития 12,84-14,65. Изобретение позволяет снизить энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние и расширяет температурный диапазон использования электролита. 1 табл.