Расплавляемый электролит для химического источника тока

Авторы патента:

Гаркушин Иван Кириллович (RU)

Дёмина Мария Александровна (RU)

Воронина Елена Юрьевна (RU)

Наследова Ирина Андреевна (RU)

H01M6/36 - содержащие электролит и приводимые в действие физическими факторами, например термоэлементы (термоэлектрические приборы на твердом теле H01L 35/00,H01L 37/00)

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

Владельцы патента RU 2633360:

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

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.

Известен электролит для химических источников тока, включающий фторид лития, хлорид калия, молибдаты лития и калия (Малышева Е.И., Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Фролов Е.И. Объединенный стабильный тетраэдр LiF-Li₂MoO₄-KCl-K₂MoO₄ четырехкомпонентной взаимной системы . Конденсированные среды и межфазные границы. 2011. Т. 13. №3. С. 284-288.). Однако он обладает высокой температурой плавления 435°C.

Известен электролит для химических источников тока, включающий фторид, хромат лития, бромид калия (Гаркушин И.К., Демина М.А., Чудова А.А., Ненашева А.В. Исследование стабильных треугольников LiF-KBr-Li₂CrO₄ и LiF-KBr-K₂CrO₄ четырехкомпонентной взаимной системы из фторидов, бромидов и хроматов лития и калия. ЖНХ. 2015. Т. 60. №1. С. 112-121. Однако он имеет высокую температуру плавления 400°C.

Известен электролит для химических источников тока, включающий фторид и хромат лития, хлорид калия с температурой плавления 340°C (Демина М.А., Гаркушин И.К., Бехтерева Е.М. Исследование стабильного треугольника LiF-Li₂CrO₄-KCl четырехкомпонентной взаимной системы . В сб.: XIV Международная конференция по термическому анализу и калориметрии в России (RTAC-2013). Санкт-Петербург: Санкт-Петерб. гос. политехн. ун-т. 2013. С. 133-135). Недостатком данного состава является высокое значение температуры плавления, что снижает диапазон использования его по температуре и дополнительно увеличивает энергозатраты на приведение в рабочее состояние.

Настоящее изобретение обеспечивает работу состава в качестве электролита для химического источника тока в интервале температур 320…325°С.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными заключается в том, что в электролит, содержащий фторид лития, хлорид калия, хромат лития, дополнительно введен хромат калия, что снижает температуру плавления солевого состава.

Технический результат достигается сплавлением ингредиентов в определенных соотношениях, которые получены в результате изучения объединенного тетраэдра из фторида лития, хлорида калия, хроматов лития и калия при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Фторид лития	1,57…1,63
Хромат лития	64,59…66,29
Хлорид калия	16,38…18,52
Хромат калия	15,32…15,70

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

0,0048 г (1,60 мас. %) фторида лития + 0,1963 г (65,44 мас. %) хромата лития + 0,0524 г (17,45 мас. %) хлорида калия + 0,0465 г (15,51 мас. %) хромата калия.

Температура плавления равна 320°С.

Пример 2

0,0049 г (1,62 мас. %о) фторида лития + 0,1989 г (66,29 мас. %) хромата лития + 0,0491 г (16,38 мас. %) хлорида калия + 0,0471 г (15,70 мас. %) хромата калия.

Температура плавления равна 322°С.

Пример 3

0,0047 г (1,57 мас. %) фторида лития + 0,1938 г (64,59 мас. %) хромата лития + 0,0555 г (18,52 мас. %) хлорида калия + 0,0460 г (15,32 мас. %) хромата калия.

Температура плавления составляет 325°С.

За указанными 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 преимущество по сравнению с известными - на 15-20°С снижена температура плавления, что снижает энергозатраты на активацию электролита и расширяет температурный диапазон его использования.

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий фторид, хромат лития, хлорид калия и соль калия, отличающийся тем, что в качестве соли калия введен его хромат 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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока (ТХИТ). Предложенный ТХИТ состоит из помещенного в корпус блока, состоящего из электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, воспламеняемых от запального устройства с помощью инициирующих пиротехнических полос, при этом по торцам блока с внешних сторон токосъемных пластин установлены инерционные диски с диаметром, равным диаметру блока, и массой, значительно превосходящей массу пластин.

Эликтролитная смесь для теплового химического источника тока // 2607471

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве тепловых химических источников тока. Повышение ионной проводимости электролитной смеси для теплового химического источника тока, а также уменьшение деформации электролитной таблетки и ее коррозионной активности, что позволяет увеличить продолжительность работы источника тока, является техническим результатом изобретения.

Способ изготовления литий-железного композита для теплового литиевого источника тока // 2607467

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве тепловых литиевых источников тока. Упрощение технологии изготовления энергоемкого литий-железного композита, обладающего повышенной механической устойчивостью при воздействии высоких температур и механических нагрузок, а также увеличение продолжительности работы литиевого источника тока, является техническим результатом изобретения.

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.

Электролит для химического источника тока (его варианты) // 2530893

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемого электролита для химических источников тока, включающего метаванадат лития и соли лития, калия, при этом в качестве солей лития электролит содержит фторид и бромид, а в качестве соли калия его бромид при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид лития 2,18…2,52, бромид лития 50,86…52,83, метаванадат лития 3,60…4,81, бромид калия 41,38…43,35.

Способ изготовления электролитных таблеток для теплового химического источника тока // 2528634

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве тепловых химических источников тока. Техническим результатом изобретения является сокращение технологического цикла изготовления электролитных таблеток и повышения их механической прочности при сохранении низкого внутреннего омического сопротивления.

Способ изготовления композитных пластин // 2526857

Предложенное изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно, к технологии изготовления композитных пластин с сотовым асбестовым каркасом, полученных шликерным литьем, для последующего их заполненных пиротехническим порошковым материалом, из которых составляются автономные электролитические источники питания.

Тепловой литиевый источник тока // 2521097

Изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Согласно изобретению в тепловом литиевом источнике тока между запальным устройством капсюльного типа и пиротехнической полосой Z-образной формы установлен металлический диск диаметром, равным диаметру блока электрохимических элементов, и отверстием в центре диаметром, равным 0,25-0,50 ширины пиротехнической Z-образной полосы.

Теплоаккумулирующий состав // 2514193

Настоящее изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, включающему фторид лития, бромид лития, бромид калия, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления в состав теплоаккумулирующего состава был добавлен молибдат лития, при следующем отношении компонентов, мас.%: Бромид лития 52,75 Бромид калия 45,03 Молибдат лития 0,87 Фторид лития остальное Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работы при температуре 318 °С в качестве теплоаккумулирующего состава.

Тепловой химический источник тока // 2508580

Предложенное изобретение относится к тепловым химическим источникам тока (ТХИТ), имеющим плотность энергии порядка 60 Вт·час/кг, которые могут быть использованы для питания электрической энергией автономных приборов и систем.

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.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2566362

Тепловая батарея // 2553449

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

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.