Способ изготовления электролитных таблеток для теплового химического источника тока

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.

 

Настоящее изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в тепловых химических источников тока.

Известен способ изготовления электролитных таблеток для теплового химического источника тока путем засыпки в пресс-форму порошка электролитной смеси и выдержки под давлением, величина которого в зависимости от прочностных требований к таблетке и состава электролитной массы может находиться в диапазоне от 3,5 до 450 МПа [Кукоз Ф.И. и др. Тепловые химические источники тока, стр.98, -Изд-во Ростовского университета, 1989 г.].

В известном способе отсутствует конкретное время выдержки порошка электролитной смеси в пресс-форме под давлением. Однако вне зависимости от времени выдержки получаемые этим способом электролитные таблетки обладают низкой механической прочностью и высоким внутренним омическим сопротивлением. Существенный вклад на рост омического сопротивления электролитной таблетки оказывает влага, которая попадает в электролитную таблетку в процессе прессования. Сушка таблеток после такого прессования не приводит к должным результатам.

Известен способ изготовления электролитных таблеток путем горячего прессования в пресс-форме порошка электролитной смеси на основе эвтектики хлоридов лития и калия, загустителя порошка γ-Аl2О3 давлением (200±20) МПа и выдержки под этим давлением при температуре (60±120)°С в течение (60-120) с [Авторское свидетельство СССР №1840220, кл. НО1М 6/36, 16.06.1986 г., опубл. 20.08.2006 г.].

Недостатком известного способа является продолжительность изготовления таблетки из-за большого времени выдержки под прессом. Таблетки имеют низкую механическую прочность, хрупкость и повышенное коробление. При сборке блока электродов таблетки растрескиваются, что приводит к нестабильности разрядных характеристик тепловых источников тока.

Целью предлагаемого технического решения является сокращение технологического цикла изготовления электролитных таблеток и повышение их механической прочности при сохранении низкого внутреннего омического сопротивления.

С этой целью предлагается способ изготовления электролитных таблеток 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 и выдержкой под этим давлением при температуре (100±20)°С, отличающийся тем, что выдержка осуществляется в течение (20-30) с, после чего таблетки подвергают сушке при температуре (135-220)°С и вакуумметрическом давлении не менее 95 кПа в течение не менее 150 мин.

Параметры усилия прессования, времени выдержки под давлением и сушки отпрессованных таблеток определены необходимостью получения электролитных таблеток плотностью (1,95±0,15) г/см3, обеспечивающей одновременно высокие удельные электрические характеристики источники тока и механическую прочность самих таблеток.

Время выдержки навески электролитной смеси в пресс-форме меньше 20 с не обеспечивает требуемой подвижности частиц электролита относительно друг друга из-за неполного прогрева навески электролитной смеси по всему объему пресс-формы даже при температуре 120°С. Время выдержки навески свыше 30 с приводит к увеличению плотности таблеток, определенной величиной (1,95±0,15) г/см2, что ведет к их растрескиванию и повышенному короблению за счет внутреннего перенапряжения.

Сушка таблеток при температуре свыше 220°С приводит также к короблению и растрескиванию таблеток. При температуре сушки ниже 135°С не происходит полного высушивания таблеток даже при времени сушки свыше 150 мин.

Создаваемый для сушки вакуум, равный 95 кПа, является достаточным для обеспечения требуемой глубины высушивания таблеток в указанном интервале температур. При сушке таблетками заполняется весь полезный объем вакуумного шкафа, что, наряду с уменьшением времени выдержки таблетки в процессе прессования, позволяет существенно сократить время технологического цикла изготовления таблеток.

Предложенный способ изготовления электролитных таблеток позволяет, по сравнению с известным техническим решением, уменьшить технологическое время изготовления в ~2,5 раза. Отходы таблеток по качеству уменьшились в 3 раза. Улучшились условия труда за счет уменьшения температуры прессования.

Электролитные таблетки, полученные предложенным способом изготовления, были испытаны в составе теплового химического источника тока, использующего электрохимическую систему LiSi/KCl-LiCl/FeS2.

Испытания показали, что в сравнении с источниками тока, собранными на электролитных таблетках, изготовленных по известной технологии, уменьшилось внутреннее омическое сопротивление источника тока и стабилизировались его разрядные характеристики.

Способ изготовления электролитных таблеток для теплового химического источника тока путём 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 и выдержкой под этим давлением при температуре (100±20)°С, отличающийся тем, что выдержка осуществляется в течение (20-30) с, после чего таблетки подвергают сушке при температуре (135-220)°С и вакуумметрическом давлении не менее 95 кПа в течение не менее 150 мин.



 

Похожие патенты:

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.

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.
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.

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.

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.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов солей лития, которые могут быть использованы в качестве расплавляемых электролитов для химического источника тока.
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия.
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия.
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия.

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

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.
Наверх