Электролит для химического источника тока

Авторы патента:

Харченко Анастасия Вячеславовна (RU)

Новиков Владислав Александрович (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 2768250:

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

Изобретение относится к разработке электролитов для среднетемпературных химических источников тока на основе галогенидов и хроматов лития и рубидия. Согласно изобретению, электролит химического источника тока, включающий бромиды лития и рубидия, дополнительно содержит хромат лития при следующем соотношении компонентов (мас. %): бромид лития - 46,04…46,97, бромид рубидия - 36,54…37,57, хромат лития - 16,39…16,49. Техническим результатом является снижение температуры плавления и расширения диапазона использования в расплавленном состоянии электролита с низкой температурой плавления. 1 табл.

Изобретение относится к разработке электролитов для среднетемпературных химических источников тока на основе галогенидов и хроматов лития и рубидия.

Известен электролит - эвтектическая смесь на основе системы Li₂CrO₄-LiBr и включающая 55,07 мол. % (29,07 мас. %) бромида лития и 44,93 мол. % (54,95 мас. %) хромата лития. Состав имеет сравнительно высокую температуру плавления, равную 370°С (Посыпайко В.И., Алексеева Е.А. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. III. Двойные системы с общим катионом. - М.: Металлургия, 1979. - С. 102). Недостатком данного состава является высокая температура плавления.

Известен электролит, включающий 29,06 мол. % (34,28 мас. %) бромида рубидия и 70,94 мол. % (65,72 мас. %) хромата лития. Температура плавления смеси равна 395°С (Kharchenko A.V., Egorova Е.М., Garkushin I.K. Study of phase equilibria in the Li₂CrO₄-RbBr quasi-binary system / XVI International Conference on Thermal Analysis and Calorimetry in Russia RTAC-2020, Moscow, Russia. Book of Abstracts, 2020. - P. 97). Недостатком данного состава является высокая температура плавления.

Наиболее близким по технической сущности является электролит, включающий 59,0 мол. % (43,04 мас. %) бромида лития и 41,0 мол. % (56,96 мас. %) бромида рубидия. Однако он тоже имеет высокую температуру плавления - 287°С (Коршунов Б.Г., Сафонов В.В., Дробот Д.В. Фазовые равновесия в галогенидных системах. М.: Металлургия, 1979. - С. 13).

Техническим результатом настоящего технического решения является снижение температуры плавления и расширения диапазона использования в расплавленном состоянии электролита с низкой температурой плавления.

Технический результат достигается тем, что электролит для химического источника тока, включающий бромиды лития и рубидия, дополнительно содержит хромат лития при следующем соотношении компонентов (мас. %):

бромид лития - 46,04…46,97,

бромид рубидия - 36,54…37,57,

хромат лития - 16,39…16,49.

Новизна заявляемого состава по сравнению с прототипом заключается в том, что смесь, содержащая бромиды лития и рубидия, дополнительно содержит хромат лития.

Электролит получен изучением системы Li₂CrO₄-LiBr-RbBr методом дифференциального термического анализа.

Примеры конкретного исполнения:

1. Предварительно обезвоженные соли расплавляли в печи шахтного типа в соотношении: 0,1409 г (46,97 мас. %) бромида лития + 0,1096 г (36,54 мас. %) бромида рубидия + 0,0495 г (16,49 мас. %) хромата лития. Температура плавления электролита - 251°С.

2. 0,1400 г (46,66 мас. %) бромида лития + 0,1106 г (36,88 мас. %) бромида рубидия + 0,0494 г (16,46 мас. %) хромата лития.

Температура плавления электролита равна 245°С.

3. 0,1381 г (46,04 мас. %) бромида лития + 0,1127 г (37,57 мас. %) бромида рубидия + 0,0492 г (16,39 мас. %) хромата лития.

Температура плавления электролита равна 247°С.

4. 0,1476 г (49,204 мас. %) бромида лития + 0,1022 г (34,072 мас. %) бромида рубидия + 0,0502 г (16,724 мас. %) хромата лития.

Температура плавления электролита - 291°С.

5. 0,1317 г (43,89 мас. %) бромида лития + 0,1198 г (39,94 мас. %) бромида рубидия + 0,0485 г (16,17 мас. %) хромата лития.

Температура плавления электролита - 262°С.

За заявляемыми пределами (примеры 4, 5) возрастает температура плавления и нарушается однофазность электролита.

Сравнительные данные известного и заявляемого электролитов приведены в таблице.

Данные электролитов по прототипу и заявляемому составу

Как видно из таблицы, заявляемый электролит имеет преимущества по сравнению с известным: 1. на 36-42°С снижена температура плавления, что значительно снижает энергозатраты на плавление смеси и приведение электролита в рабочее состояние; 2. расширение диапазона использования электролита в расплавленном состоянии; 3. на 19,39-20,42 мас. % снижено содержание дорогостоящего бромида рубидия.

Электролит для химического источника тока, включающий бромиды лития и рубидия, отличающийся тем, что дополнительно содержит хромат лития при следующем соотношении компонентов (мас. %):

бромид лития - 46,04…46,97,

бромид рубидия - 36,54…37,57,

хромат лития - 16,39…16,49.

Изобретение относится к малогазовым средствам обогрева тепловой батареи, а именно к пиротехническим нагревателям, используемым для разогрева тепловых химических источников тока. Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока в виде таблетки содержит, мас.%: железо 67-85, перхлорат калия 10-18, молибден 5-15.

Энергоемкий тепловой химический источник тока // 2751538

Изобретение относится к области электротехники, а именно к резервным химическим источникам тока, и может быть использовано для изготовления теплового химического источника тока (ТХИТ) для питания приборов и систем электрической энергией. Энергоемкий ТХИТ содержит блок электрохимических элементов (ЭХЭ) в корпусе с теплоизоляцией, размещенный в стальном цилиндрическом корпусе, выполненном из нескольких частей и со сформированными в них ребрами, с разнополюсными выводами, при этом содержит в своем составе увеличенное количество в 1,5-2 раза ЭХЭ, по меньшей мере, один горизонтальный фиксатор (упор), выполненный в виде диска с выступающими за его контур стопорящими по меньшей мере 3 выступами, упирающимися на внутреннюю поверхность ребер корпуса блока ЭХЭ, что обеспечивает промежуточное поджатие каждой дополнительной группы ЭХЭ, образующей блок.

Батарея термоактивируемых химических источников тока // 2746268

Изобретение относится к электротехнике, в частности к тепловым химическим источникам тока (ТХИТ), которые могут быть использованы в качестве автономных резервных источников питания с повышенным ресурсом работы, активируемых от внешнего источника тепла. Батарея содержит герметичный металлический корпус, внутри которого на центральном изолированном стягивающем стержне собраны последовательно и установлены вертикально в блоке первичные электрохимические элементы, каждый из которых содержит анодный и катодный полуэлементы, состоящие из активной массы соответствующего электродного материала, запрессованного в чашеобразный металлический корпус.

Способ изготовления компонентов электрохимического элемента для тепловых химических источников тока и конструкция оснастки для их изготовления // 2745745

Изобретение относится к изготовлению компонентов электрохимического элемента для тепловых химических источников тока (ТХИТ) и используемой оснастке. Порошкообразный материал порциями засыпают в полость цилиндрической матрицы, прессуют путем перемещения подвижного пуансона, передающего усилие на формуемую порошкообразную массу.

Тепловая батарея // 2744416

Изобретение относится к области электротехники, а именно к тепловой батарее, содержащей блок электрохимических элементов, снабженных твердыми слоями анода, катода и расположенного между ними электролита, ограниченных с внешней стороны корпусом с теплоизоляцией. Блок электрохимических элементов размещен в цилиндрическом корпусе из нержавеющей стали с крышкой и токовыводами батареи, при этом с внутренних боковых и торцевых сторон корпуса выполнены слои изоляции, а между электрохимическими элементами введены твердые слои нагревательных элементов, между которыми размещены токоотводы.

Электролитная масса и способ изготовления электролита для тепловых химических источников тока // 2732080

Изобретение относится к технологии изготовления электролитов для тепловых (твердотельных) химических источников тока (ТХИТ) и может быть использовано для получения электролитов на основе соединений лития. Согласно изобретению электролитная масса для ТХИТ содержит смесь галогенидов лития и загустителя, при этом в составе смеси галогенидов лития содержится трехкомпонентная смесь солей Li (Cl, Br, F), а в качестве загустителя - высокодисперсный порошок γ-LiAlO2 при следующем соотношении ингредиентов, % масс.: Li(Cl,Br,F) 45-55, γ-LiAlO2 - остальное.

Тепловой источник тока // 2686661

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно, к резервным химическим источникам тока в широком диапазоне начальных температур и устойчивым к механическим нагрузкам. Тепловой источник тока содержит электровоспламенитель, смонтированный на токопроводящей печатной плате, закрепленной на крышке термоизолированного корпуса, внутри которого установлен и зафиксирован блок электрохимических элементов, выполненных в виде последовательно соединенных дисковых пиронагревателей, имеющих анодную и катодную пластины, примыкающие к продольным огнепроводящим лентам, при этом электровоспламенитель выполнен в виде мостика накаливания, связанного с печатной платой через контактные площадки, и помещен внутри воспламенительного заряда, заполняющего осевой канал, покрытый продольными огнепроводящими лентами.

Тепловая батарея // 2683585

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции энергоемкой тепловой батареи, и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Техническим результатом изобретения является повышение энергоемкости и устойчивости тепловой батареи к внешним механическим воздействиям.

Способ изготовления пиронагревателей // 2664915

Изобретение относится к изготовлению тонких пиротехнических нагревателей (пиронагревателей) для тепловых (разогревных) и пиротехнических источников тока. Перед применением асбест прокаливают при температуре от 390 до 450°С не менее 2 ч, выдерживают при комнатной температуре, а затем проводят распушивание асбеста путем измельчения и расчесывания на волокна в водной суспензии с концентрацией 0,2-3% после предварительной выдержки его в воде не менее 30 мин, после чего обезвоживают и высушивают заготовку.

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.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2778349

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке составов, содержащих хлориды, бромиды, карбонаты и сульфаты лития, которые применяются в качестве расплавляемых электролитов в химических источниках тока. Техническим результатом является снижение удельной энтальпии и температуры плавления. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий бромид лития, сульфат лития, дополнительно содержит карбонат лития Li2CO3 и хлорид лития, при следующем соотношении компонентов, мас. %: хлорид лития 12,5…13,7, бромид лития 25,1…26,1, карбонат лития 38,9…40,4, сульфат лития 20,9…22,4. 1 табл., 5 пр.