РЕЗЕРВНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА Российский патент 1994 года по МПК H01M6/32 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве резервных химических источников тока.

Известны первичные ХИТ с магниевыми и литиевыми анодами [1], [2], содержащие кислотный электролит, а в качестве анодов - Li, Ca, Mg.

Недостатком известных технических решений является высокий саморазряд анодов.

Из известных технических решений наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ХИТ, состоящий из магниевого анода и азотнокислого с бихроматом калия электролита [3].

Недостатком такого источника является низкое использование активной массы анода вследствие его высокого саморазряда. Так, в присутствии 8% К₂Сr₂О₇ скорость саморастворения магния в 56% НNO₃ достигает 8,4˙10⁴ г/м²ч,
а лития - 590˙10⁴ г/м²ч.

Целью изобретения является снижение саморазряда анодной массы магниевого и литиевого электродов и повышение удельной емкости ХИТ.

Цель достигается тем, что в электролит ХИТ, содержащий азотную кислоту и бихромат калия, дополнительно вводят смесь хлорида кальция и соединения из группы азотсодержащих гетероциклов, например бензотриазол (БТА), метилбензоксазол (МБОА) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Азотная кислота 56-70 Бихромат калия 8-20 Хлорид кальция 0,5-1,0 Азотсодержащие гетероциклы 0,5-1,0 Вода остальное
Азотсодержащие гетероциклы - вещества, обладающие специфическим запахом, ограниченно растворимы в воде и кислотах (см.Гетероциклические соединения. Пер.с англ. Т.7. М. 1965).

Электролит для предлагаемого резервного ХИТ готовят путем последовательного добавления в 56-70%-ный раствор азотной кислоты, содержащей 8-20% бихромата калия, 0,5-1% СаСl₂ и 0,5-1% БТА (или МБОА).

Уменьшение концентрации СаCl₂ и БТА (или МБОА) приводит к снижению в 1,5 раза защитного действия смеси добавок, а при увеличении концентрации добавок выше 1% защитное действие смеси практически не возрастает.

П р и м е р 1. HNO₃-56%, К₂Сr₂O₇-8%, CaCl₂ - 0,2%, БТА-0,5%, вода - остальное. Скорость саморазряда магниевого анода снижается в 9,1 раз, а литиевого - в 3,8 раза.

П р и м е р 2. HNО₃-56%, К₂Сr₂О₇-8%, СаСl₂ - 0,5%, БТА-1%, вода - остальное. Скорость саморазряда магниевого анода снижается в 28,8 раза, литиевого - в 43,5 раза. Удельная емкость ХИТ - 0,22 Ач/мл и 0,5 Ач/мл соответственно.

П р и м е р 3. HNО₃ - 56%, К₂Сr₂О₇-8%, СаСl₂ - 1%, БТА - 0,75%, вода - остальное. Скорость саморазряда магниевого анода снижается в 27,9 раза, литиевого - в 45,6 раза; удельная емкость ХИТ составляет 0,21 Ач/мл и 0,55 Ач/мл соответственно.

П р и м е р 4. HNO₃ - 56%, К₂Сr₂O₇ - 10%, СаCl₂ - 2%, МБОА - 0,75%, вода - остальное. Скорость саморазряда магниевого анода снижается в 28,3 раза, а литиевого - в 46,1 раза. Удельная емкость составляет 0,2 Ач/мл и 0,53 Ач/мл соответственно.

П р и м е р 5. НNO₃ - 56%, К₂Сr₂O₇-8%, СаCl₂ - 0,3%, БТА - 0,3%, вода - остальное. Скорость саморазряда магниевого электрода снижается в 8,8 раза, литиевого - в 9,4 раза.

П р и м е р 6. НNO₃ - 70%, К₂Сr₂О₇ - 10%, СаСl₂ - 1%, МБОА - 1%, вода - остальное. Скорость саморастворения магниевого анода снижается в 35 раз, литиевого - в 47 раз, а удельная емкость ХИТ составляет 0,23 Aч/мл и 0,54 Ач/мл соответственно.

П р и м е р 7. HNO₃ - 65%, К₂Сr₂О₇ - 20%, СаCl₂ - 1%, БТА - 0,75%, вода - остальное. Скорость саморазряда магниевого анода снижается в 29,6 раза, а литиевого - в 47,9 раза. Удельная емкость ХИТ 0,22 Ач/мл и 0,53 Aч/мл соответственно.

П р и м е р 8. HNО₃ - 70%, К₂Сr₂О₇ - 8%, СаСl₂ - 0,5%, МБОА - 0,5%, вода - остальное. Скорость саморазряда магниевого анода снижается в 9,7 раза, литиевого - в 25 раз.

Использование в химическом источнике тока электролита, содержащего HNO₃ с бихроматом калия и добавки БТА и СаСl₂, обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: снижается саморазряд магниевого электрода в 9-29 раз, снижается саморазряд литиевого электрода в 40-47 раз, увеличивается удельная емкость ХИТ в 2-3 раза.

Использование: резервные химические источники тока. Сущность: резервный источник тока содержит магниевый или литиевый анод и электролит, содержащий, мас.%: азотную кислоту 56 - 70; бихромат калия 8 - 20; азотсодержащие гетероциклы, например бензотриазол или метилбензоксазол 0,5 - 1,0; хлорид кальция 0,5 - 1,0 и воду - остальное.

РЕЗЕРВНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА, содержащий азотнокислый с бихроматом калия электролит, магниевый или литиевый анод, отличающийся тем, что, с целью снижения саморазряда магниевого и литиевого электродов и повышения удельной емкости ХИТа, в состав электролита дополнительно вводят CaCl₂ и соединение из группы азотсодержащих гетероциклов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
HNO₃ 56 - 70
K₂Cr₂O₇ 8 - 20
Азотсодержащие гетероциклы, например бензотриазол или метилбензоксазол 0,5 - 1,0
CaCl₂ 0,5 - 1,0
Вода Остальное