Расплавляемый электролит для химического источника тока

Авторы патента:

Мальцева Александра Валерьевна (RU)

Гаркушин Иван Кириллович (RU)

Губанова Татьяна Валерьевна (RU)

Мощенский Юрий Васильевич (RU)

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

Владельцы патента RU 2489777:

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 нитрат и бромид лития, дополнительно содержит бромид калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат лития 41,53-45,46, бромид калия 24,07-25,80, бромид лития 30,47-32,67. Предложенный состав электролита обеспечивает снижениие температуры плавления электролита на 14-25°С и на 99-87 кДж/кг удельной энтальпии его плавления. Экономия энергозатрат на приведение электролита в рабочее состояние, а также расширение температурного диапазона его использования явля.тся техническим результатом предложенного изобретения. 5 пр., 1 табл.

Известен электролит для химических источников тока, включающих нитрат лития и хлорид лития. Он характеризуется высокой температурой плавления 245°С и удельной энтальпией плавления 363 кДж/кг (Васина Н.А., Грызлова Е.С., Шапошникова С.Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. - М.: Химия, 1984. - 105 с.).

Известен электролит для химических источников тока, включающий нитрат лития и хлорид натрия 233°С с удельной энтальпией плавления 364 кДж/кг (Васина Н.А., Грызлова Е.С., Шапошникова С.Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. - М.: Химия, 1984. - 105 с.), что является также высокой температурой плавления.

Наиболее близким к предложенному является электролит, включающий нитрат и бромид лития. Он имеет температуру плавления 224°С и удельную энтальпию плавления 292 кДж/кг (Опарина А.Ф. Двойная система Li||Br, NO₃ / А.Ф. Опарина, Н.С. Домбровская // Журн. неорган. химии. - 1961. - Т.VI. - С.2364).

Однако этот электролит имеет высокие значения температуры и удельной энтальпии 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 теплоаккумулирующий состав, содержащий нитрат и бромид лития, дополнительно содержит бромид калия.

Техническим результатом является снижение температуры плавления солевого состав. Технический результат достигается сплавлением ингредиентов в определенных соотношениях, которые получены изучением трехкомпонентной смеси солей из нитрата лития и бромидов калия и лития.

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

Пример 1

0,0253 г (24,07 мас.%) бромида калия + 0,0478 г (45,46 мас.%) нитрата лития + 0,0320 г (30,47 мас.%) бромид лития.

Температура плавления равна 201°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 205 кДж/кг

Пример 2

0,0245 г (24,50 мас.%) бромида калия + 0,0445 г (44,47 мас.%) нитрата лития + 0,0310 г (31,03 мас.%) бромид лития.

Температура плавления равна 200°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 204 кДж/кг

Пример 3

0,0251 г (24,94 мас.%) бромида калия + 0,0437 г (43,49 мас.%) нитрата лития + 0,0317 г (31,5 7 мас.%) бромид лития.

Температура плавления составляет 199°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 193 кДж/кг

Пример 4

0,0254 г (25,37 мас.%) бромида калия + 0,0425 г (42,51 мас.%) нитрата лития + 0,0321 г (32,12 мас.%) бромид лития.

Температура плавления составляет 205°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 195 кДж/кг

Пример 5

0,0258 г (25,80 мас.%) бромида калия + 0,416 г (41,53 мас.%) нитрата лития + 0,0327 г (32,67 мас.%) бромид лития.

Температура плавления составляет 210°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 197 кДж/кг

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

Составы	Состав смеси, мас.%	Удельная энтальпия плавления, кДж/кг	Температура плавления, °С
LiBr	KBr	LiNO₃
Прототип	29,57	-	70,43	292	224
Предлагаемый
1	30,47	24,07	45,46	205	201
2	31,03	24,50	44,47	204	200
3	31,57	24,94	43,49	193	199
4	32,12	25,37	42,51	195	205
5	32,67	25,80	41,53	197	210

Заявляемый электролит имеет существенное преимущество по сравнению с известными - на 25-14°С снижена температура плавления и на 99-87 кДж/кг удельная энтальпия плавления, что снижает энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние и расширяет температурный диапазон использования электролита.

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий нитрат и бромид лития, дополнительно содержит бромид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат лития	41,53-45,46
бромид калия	24,07-25,80
бромид лития	30,47-32,67

Тепловой литиевый источник тока // 2475898

Изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в тепловых литиевых источникам тока. .

Способ изготовления тепловой изоляции для теплового литиевого источника тока // 2475897

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве тепловых литиевых источников тока. .

Способ сборки теплового химического источника тока // 2470416

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при производстве тепловых химических источников. .

Состав для пиротехнического ленточного воспламенителя (плв) и способ его изготовления // 2461099

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве тепловых химических источниках тока. .

Способ изготовления электрода теплового химического источника тока // 2456716

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве тепловых химических источников тока. .

Электролит для химического источника тока // 2453014

Способ изготовления пиротехнического нагревателя для теплового химического источника тока // 2450390

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. .

Тепловой химический источник тока // 2448393

Изобретение относится к тепловым химическим источникам тока, приводимым в действие посредством воспламенения пиротехнических элементов от инициирующих пиротехнических полос, расположенных по периферии блока элементов и контактирующих в торцевой части блока с запальным устройством.

Тепловой источник тока // 2413341

Изобретение относится к области резервных химических источников тока и может быть использовано для изготовления теплового источника тока (ТИТ). .

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2506668

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 метаванадат лития и соли калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия содержит бромид и метаванадат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: метаванадат лития 33,26…35,20, бромид калия 4,79…7,72, метаванадат калия 57,08…61,11. Снижение температуры и удельной энтальпии плавления расплава указанного электролита позволяет увеличить диапазон его использования в области температур 329-347°С, что позволяет снизить энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние. 1 пр., 1 табл.

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. В целях расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления предложенный состав содержит в качестве соли лития вольфрамат лития при следующем отношении компонентов, мас.%: бромид лития 68,97…71,83; бромид калия 24,84…25,42; молибдат лития 0,47…5,06; вольфрамат лития 0,30…3,10. Предложенный состав обеспечивает повышение работоспособности электролита для химического источника тока в диапазоне температур выше 323-327°С при сравнительно широкой области концентраций используемых компонентов. 3 пр., 1 табл.

Тепловой химический источник тока // 2507642

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Технический результат - повышение надежности работы и уменьшение времени выхода на режим. Согласно изобретению корпус теплового химического источника тока содержит два диаметрально расположенных отсека с помещенными в них блоками электрохимических элементов, электрически не связанных друг с другом и получающих инициирующие импульсы от запального устройства, заключенного в цилиндрическую оболочку, открытым концом направленную на рассекатель форса пламени, выполненным в виде треугольной призмы, установленной в центре на металлической перегородке, разделяющей отсеки, при этом острый угол между гранями призмы, обращенный в сторону запального устройства, составляет (70-80)°. Положительный эффект может быть повышен путем выполнения на одном уровне по отношению к основанию корпуса нескольких отсеков. В данном случае рассекатель форса пламени должен иметь форму пирамиды с количеством граней, соответствующих соответствующим количеству отсеков. При этом угол вершины пирамиды, обращенный к запальному устройству, соответствует указанному выше. 1 ил.

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. Повышение безопасности, упрощение сборки при одновременном улучшении разрядных характеристик при сохранении необходимой прочности при механических нагружениях заявленного устройства является техническим результатом изобретения. Тепловой химический источник тока содержит блок электрохимических элементов (ЭХЭ) в корпусе с крышкой, внутренней тепло- и электроизоляцией, пиротехнические нагревательные элементы (ПТН) и ЭХЭ, каждый из которых содержит последовательно чередующиеся твердые слои анода, электролита, катода в расчетном количестве, поджатых упругим элементом и снабженных тепло- и электроизоляцией, знакопеременные гермовыводы для соединения с внешним потребителем, систему активации. Каждый слой ЭХЭ и пиротехнических нагревательных элементов выполнен с центральным сквозным отверстием, все ЭХЭ собраны последовательно на центральном изолированном стержне и жестко фиксированном с одной стороны на днище корпуса посредством втулки, а с другой - на крышке корпуса посредством основания, представляющего собой пространственную фигуру в виде плоского круга из нержавеющей стали с опорными лапками. 1 пр., 3 ил., 1 табл.

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. 5пр., 1 табл.

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. Установка между капсюлем и блоком электрохимических элементов указанного металлического диска с диаметром, равным диаметру блока, и с центральным отверстием позволяет исключить влияние кинетической энергии раскаленных частиц от запального устройства на блок электрохимических элементов и стабилизировать поступление раскаленных газов к пиротехнической полосе с оптимальной стабилизацией, что является техническим результатом заявленного изобретения. 1 ил.

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. Предложенный способ включает предварительное распушивание асбестовых волокон на фрагменты длиной 1,2-6 мм при массовом соотношении с водой в диапазоне 0,0015-0,0030 посредством циркулирования суспензии через турбинный диспергатор в течение 70000-90000 оборотов его ротора, при этом приготовленную суспензию разливают в мерные формы под диаметр электродов, удаляют вакуумированием воду и проводят сушку композитных пластин на ситах при температуре 150±10°С до влажности не более 0,7%. Предложенный способ обеспечивает формирование электродных пиротехнических пластин идентичной геометрической формы с повышенной прочностью, что позволяет повысить надежность работы электродов пиротехнических источников тока для автономного питания исполнительных устройств. 1 ил., 2 табл.

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. Этот эффект достигается путем горячего прессования в пресс-форме порошка электролитной смеси на основе эвтектики хлоридов лития и калия, загустителя порошка оксида алюминия γ-Аl2O3 давлением (200±20) МПа при температуре (100±20)°С и выдержкой под этим давлением в течение (20-30) с. Отпрессованные таким образом таблетки подвергают сушке при температуре (135-220)°С и вакуумметрическом давлении не менее 95 кПа в течение не менее 150 мин.

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. Также изобретение относится к расплавляемому электролиту для химического источника тока, включающего метаванадат лития и соли лития, калия, при этом в качестве солей калия электролит содержит хлорид, бромид и метаванадат при следующем соотношении компонентов, мас.%: метаванадат лития 42,59…44,40, хлорид калия 2,15…2,79, бромид калия 2,42…2,99, метаванадат калия 50,30…52,73. Технический результат заключается в снижении температуры плавления солевых составов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.

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. Снаружи блока расположена составная теплоизоляция, выполненная из композиционного материала на основе силикатной композиции и слюды. Для выравнивания теплового режима в краевых ЭХЭ между внутренней поверхностью слоя электроизоляции и боковой поверхностью ЭХЭ установлены пластины, выполненные из материала, удельная теплоемкость которого не менее 0,11 кал/г·град, а между изоляцией и поверхностью поджигающих пиротехнических лент выполнены воздушные зазоры. 1 ил., 1 пр.