Расплавляемый электролит для химического источника тока

Авторы патента:

Золотухина Екатерина Вячеславовна (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 2506668:

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 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.

Известен электролит для химических источников тока, включающий бромид и метаванадат лития. Он характеризуется сравнительно высокой температурой плавления 473°C и удельной энтальпией плавления 172 кДж/кг (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Фролов Е.И. Фазовые равновесия в системах с участием солей лития. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - 121 с.).

Известен электролит, включающий метаванадаты лития и калия и хлорид калия. Он имеет температуру плавления 410°C и удельную энтальпию плавления 188 кДж/кг (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.).

Известен электролит для химических источников тока, включающий метаванадат лития и хлориды лития и калия с температурой плавления 347°C и удельной энтальпией плавления 180 кДж/кг (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, 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 электролит содержит метаванадаты лития и калия и бромид калия.

Техническим результатом, является снижение температуры плавления и удельной энтальпии плавления солевого состава. Технический результат достигается сплавленном ингредиентов в определенных соотношениях, которые получены изучением трехкомпонентной смеси солей из бромида калия, метаванадатов лития и калия.

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.

0,0998 г (33,26 мас.%) метаванадата лития +0,0201 г (6,71 мас.%) бромида калия +0,1801 г (60,03 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления равна 33°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 157 кДж/кг

Пример 2.

0,1023 г (34,10 мас.%) метаванадата лития +0,0144 г (4,79 мас.%) бромида калия +0,1833 г (61,11 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления равна 333°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 158 кДж/кг

Пример 3.

0,1024 г (34,15 мас.%) метаванадата лития +0,0173 г (5,76 мас.%) бромида калия +0,1803 г (60,09 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления составляет 331°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 156 кДж/кг

Пример 4.

0,0956 г (35,20 мас.%) метаванадата лития +0,02 10 г (7,72 мас.%) бромида калия +0,1550 г (57,08 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления составляет 332°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 157 кДж/кг

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.

Составы	Состав смеси, мас.%	Удельная энтальпия плавления, кДж/кг	Температура плавления, °С
1*	2	3
Прототип, LiCl-LiVO₃-KCl	39,75	6,38	53,87	180	347
Предлагаемый, LiVO₃-KBr-KVO₃
1	33,26	6,71	60,03	157	331
2	34,10	4,79	61,11	158	333
3	34,15	5,76	60,09	156	331
4	35,20	7,72	57,08	157	329
* указан порядковый номер соли в системе.

Заявляемый электролит имеет существенное преимущество по сравнению с известными - на 14-18°C снижена температура плавления и на 22-24 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 метаванадат лития и соли калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия взяты 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

Электролит для химического источника тока // 2489776

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.

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

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.

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.

Электролит для химического источника тока // 2399994

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к электролитам для высокотемпературных химических источников тока. .

Пиротехнический источник тока // 2364989

Изобретение относится к устройствам прямого преобразования химической энергии электродных пиротехнических составов в электрическую энергию, в частности к батареям высокотемпературных резервных источников электрического тока одноразового действия, предназначенных для работы в режиме ожидания.

Электролит для химического источника тока // 2340982

Пиротехнический генератор // 2332637

Изобретение относится к пиротехническим резервным источникам электрического тока, принцип действия которых основан на преобразовании химической энергии в электрическую в гальванической ячейке, содержащей анод, сепаратор с электролитом и катод, а сам источник способен длительное время находиться в неактивированном режиме и вырабатывать электрическую энергию только после активации, достигается тем, что по электролитному материалу, находящемуся в закрытой камере, соединенной каналами с сепаратором гальванической ячейки, наносится тепловой удар от нагревателя, например пиротехнического состава, в результате чего электролитный материал, вскипая, разлагаясь, реагируя, распадаясь, выделяет жидкопарогазовую ионопроводящую субстанцию, которая, под действием возникающего в камере повышенного давления, быстро заполняет сепаратор и активирует гальваническую ячейку.

Пиротехнический источник электрического тока // 2301479

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.