Способ изготовления твердого электролита для топливных элементов
I.:
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<и> 46568 1
Со103 Сооотсккк
Социалистичоокнк
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.08.73 (21) 1953294/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.03.75. Бюллетень № 12
Дата опубликования описания 19.06.75 (51) М. Кл. Н Olm 27/16
Государственный комитет
Совета Мииистроо СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621-352.6.035 (088.8) (72) Авторы изобретения
Г. К. Степанов, Э. Н. Родигина и А, П. Синельникова (71) Заявитель Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ЭЛЕКТРОЛИТА
ДЛЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам твердого электролита для топливных элементов, содержащего катионопроводящую матрицу из алюмосиликатов лития, путем прессования шихты и термообработки матрицы.
По известному способу изготовления твердого электролита термообработку ведут в две стадии при последовательно повышающихся температурах с промежуточной выдержкой между стадиями.
Целью изобретения является повышение механической прочности и электропроводности твердого электролита.
Это достигается тем, что сначала нагревают и выдерживают матрицу при 300 С не менее
6 — 8 час, затем при 560 — 580 С не менее 2—
3 час, при 620 — 680 С не менее 2 час, при
860 — 900 С не менее 1 час, после чего нагревают матрицу до температуры, равной 0,85—
0,89 температуры плавления (t пл.) и выдерживают не менее 2 час, а при температуре, равной 0,94 / пл. дополнительно выдерживают не менее 2 час. При этом скорость натрева в интервале от 20 до 580 С не превышает 80—
100 С/час, в интервале от 580 до 900 С
50 С/час и в интервале от 900 С и выше
20 С/час.
Пример. Приготовляется шихта смешиванием исходных компонентов А1 0з, ЯОо, 1 4СО в количестве соответственно 7,75, 30,8 и 61,5 мол. спекается при 1000 — 1100 С в течение 10 час с повышением температуры в интервале 650 — 750 С в течение 3 — 4 час, рас5 тирается в шаровой мельнице до порошка с крупностью частиц 0,5 — 2 мк и плотностью
2,4 — 2,7 г/смз. После этого порошок смешивают со связующим и прессуют матрицу толщиной 1 — 3 мм под давлением 3 т/cd, про1о гревают при 300 С в течение 8 час. Затем матрицы колонками по 10 — 20 штук устанавливаются в контейнер из чистой окиси алюминия, сверху и снизу колонки помещают дискиподложки из того же материала, что и матри15 ца, толщиной 5 — 6 мм и подвергают термообработке с нагревом от 20 до 580 С со скоростью 90 С/час, выдерживают при 580 С в течение 3 час, нагревают от 580 до 880 С со скоростью 50 С/час, выдерживают при 680 С
2о в течение 2 час, при температуре 880 С вЂ” в течение 1 час, нагревают до 1140 С со скоростью
20 С/час, выдерживают при 1040 С в течение
2 час и при 110 С в течение 2 час. При 1140 С выдерживают от 2 и более часов до получения
25 требуемой плотности, после чего охлаждают матрицы до 1040 С со скоростью 50 С/час.
В результате получаются матрицы с повышенной механической прочностью и низким
30 электрическим сопротивлением.
465681
Предмет изобретения
Составитель Я. Лапин
Редактор В. Левитов
Корректор Н. Аук
Техред Е. Нодурушина
Заказ 1399/I6 Изд. № 1295 Тираж 833 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
1. Способ изготовления твердого электролита для топливных элементов, содержащего катионопроводящую матрицу из алюмосиликатов лития, путем приготовления шихты, состоящей из порошков 5 — 15 мол. % А1 0з, 25—
43 мол.% SiO и 47 — 70 мол.% 140, прессования и последующей термообработки при последовательно повышающихся температурах с промежуточной выдержкой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механической прочности и электропроводности, нагревают и выдерживают матрицу при 300 С не менее 6—
8 час, затем при 560 — 580 С не менее 2 — 3 час, при 620 — 680 С не менее 2 час, при 860 — 900 С не менее 1 час, после чего нагревают матрицу до температуры, равной 0,85 — 0,89 температу5 ры плавления, и выдерживают не менее 2 час, а при температуре, равной 0,94 температуры плавления, дополнительно выдерживают не менее 2 час.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, 10 что скорость нагрева в интервале от 20 до
580 С не превышает 80 — 100 С/час, в интервале от 580 до 900 С вЂ” 50 С/час и в интервале от 900 С и выше — 20 С/час.
