СТАЛЬ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ АНОДОВ СОЛЕВЫХ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Российский патент 1995 года по МПК H01M4/46 C22C21/00 

Описание патента на изобретение RU2035094C1

Изобретение относится к химическим источникам тока, а именно к солевым химическим источникам тока с алюминиевым анодом.

Для изготовления химических источников тока с целью получения электроэнергии путем использования электрохимической реакции между воздушным катодом и металлическим анодом, в качестве анодов используют алюминиевые сплавы.

Известен состав сплава для анодов, приведенный в [1] при следующем соотношении компонентов, мас. Кремний 0,002-0,006 Олово 0,03-0,02 Галлий 0,007-0,03 Алюминий (чист. 99,995) Остальное
Сплав обладает довольно отрицательным значением стационарного потенциала и потенциала под током, однако низкая коррозионная стойкость и высокая скорость выделения водорода при электрохимической коррозии не позволяют эффективно применять его в солевых химических источниках тока.

Известен также состав сплава, приведенный в [2] при следующем соотношении элементов, мас. Индий 0,005-0,05 Цинк 0,05-8,0 Магний 0,02-2,0 Марганец 0,01-0,3 Галлий 0,003-0,05 Кремний 0,03-0,4 Алюминий Остальное
Сплав обладает достаточно высоким значением стационарного потенциала, однако высокая скорость электрохимической коррозии и низкое значение потенциала под нагрузкой не позволяют применять его в солевых химических источниках тока с приемлемыми эксплуатационными характеристиками.

В [3] приведен состав сплава для анодов при следующем соотношении элементов, мас. Индий 0,005-0,05 Цинк 0,05-8,0 Магний 0,02-2,0 Марганец 0,01-0,3 Галлий 0,003-0,05 Железо 0,03-0,3 Кремний 0,03-0,4 Медь До 0,02 Алюминий Остальное
Сплав обладает высоким отрицательным значением стационарного потенциала, однако при поляризации потенциал резко сдвигается в положительную сторону. Кроме того, из-за относительно высоких значений содержания в сплаве железа и меди скорость коррозии сплава высока как в бестоковом режиме, так и при поляризации. Совокупность этих отрицательных факторов не позволяет эффективно применять указанный сплав в солевых химических источниках тока.

Наиболее близким по составу и свойствам к предложенному в изобретении составу сплава является состав сплава по [4] при следующем соотношении компонентов, мас. Галлий 0,01-0,2 Олово 0,01-0,2 Свинец 0,01-0,2 Алюминий Остальное
Указанный состав сплава взят за прототип (базовый объект). Сплав обладает достаточно отрицательным значением стационарного потенциала, однако значение потенциала под током не достаточно отрицательно, а скорость саморастворения сплава под током высока, что препятствует широкому применению сплава в солевых химических источниках тока.

Целью настоящего изобретения является повышение значений электрохимических параметров и снижение скорости коррозии сплава, что способствует существенному повышению надежности и эффективности применения солевых химических источников тока с алюминиевым анодом, а также расширению области использования анодов из алюминиевых сплавов в солевых химических источниках тока различного назначения.

Поставленная цель достигается тем, что предлагается состав сплава для анодов солевых химических источников тока, включающий олово, галлий и свинец, который дополнительно содержит натрий и стронций при следующем соотношении компонентов, мас. Олово 0,05-0,25 Галлий 0,005-0,1 Свинец 0,005-0,1 Натрий 0,0001-0,01 Стронций 0,0001-0,01 Алюминий Остальное
Основным отличием предлагаемого сплава от прототипа (базового объекта) является то, что натрий, вследствие своей активности, в процессе анодного растворения сплава образует большое количество ионов металла, которые переходят в электролит, оставляя на поверхности анода свободные электроны, что повышает электрохимическую активность сплава, сдвигая значение его стационарного потенциала и потенциала под током в отрицательную сторону.

Действие стронция аналогично действию натрия, однако учитывая существенно меньшую растворимость Sr(OH)2 (приблизительно на два порядка меньшую, чем для NaOH) основного продукта реакции растворения стронция в нейтральных солевых растворах, скорость его перехода из сплава в раствор существенно меньше, чем у натрия, что обеспечивает стабильность поддержания отрицательного значения потенциала как в отсутствии тока, так и под нагрузкой, а также снижение скорости коррозии.

Составы исследованных сплавов в сравнении с прототипом и значения сравнительных параметров для них приведены в табл. 1 и 2.

В качестве сравнительных параметров были выбраны следующие характеристики:
ϕст потенциал стационарный, В; (Все значения потенциалов приведены относительно насыщенного каломельного электрода);
Vc скорость коррозии при разомкнутой внешней цепи (без тока) по потери веса в 20% растворе KCl, мг/см2;
ϕα потенциал электродный при плотности тока 20 мА/см2, В;
Vн скорость коррозии при плотности анодного тока 20 мА/см2 в 20% растворе КСl, мА/см2;
τ длительность поддержания постоянного потока электронов до потенциала -0,8В при толщине анода 3 мм, ч.

Из представленных данных следует, что предложенный в данном изобретении состав имеет существенные преимущества в значениях электрохимических параметров по сравнению с прототипом (базовым объектом). Увеличение содержания компонентов в предлагаемом сплаве выше верхнего предела и уменьшение их ниже нижнего предела приводит к ухудшению значений электрохимических параметров сплава.

Из представленных экспериментальных данных видно, что предложенный сплав наиболее пригоден для использования в качестве анода солевых химических источников тока.

Похожие патенты RU2035094C1

название год авторы номер документа
АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА СО ЩЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ 2004
  • Кудрявцев Н.А.
  • Краснобрыжий А.В.
  • Русин А.И.
  • Никольский В.В.
  • Кароник В.В.
  • Алексеев С.Б.
RU2266589C1
АНОД ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА, ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА 2010
  • Алексеенко Сергей Владимирович
  • Галкин Пётр Сергеевич
  • Маркович Дмитрий Маркович
  • Харламов Сергей Михайлович
RU2444093C1
АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2011
  • Филатов Юрий Аркадьевич
  • Панасюгин Дмитрий Николаевич
  • Андрусь Наталья Петровна
  • Фармаковская Ариадна Алексеевна
  • Севрук Станислав Доминикович
RU2487441C1
ИСТОЧНИК ТОКА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЕГО АНОДА И МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ ЧАСТИ АНОДА 1999
  • Даниелян М.И.
  • Пашков И.Н.
  • Шокин С.В.
  • Родин И.В.
  • Федотов Г.П.
RU2168811C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОЙ АНОДНОЙ МАССЫ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА 1992
  • Алексеев Петр Александрович
RU2035093C1
ПРОТЕКТОРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 1990
  • Ахмедов Н.М.
  • Ханларова А.Г.
  • Демидов-Полякман Ф.Д.
  • Мехмандаров С.А.
  • Ахмедов О.А.
  • Костылев А.А.
  • Саков В.С.
  • Степанов Ю.Н.
SU1764327A1
ПРОТЕКТОРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2002
  • Аминов С.Н.
  • Грефенштейн А.А.
  • Макаров С.Д.
  • Кузьмин Ю.Л.
  • Трощенко В.Н.
  • Тарандо Г.В.
RU2263154C2
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, ИЗДЕЛИЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ 2002
RU2221891C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2003
  • Елисеев А.А.
  • Логунов А.В.
  • Голованов В.И.
  • Силис В.Э.
  • Шульгина Е.В.
  • Молочев В.П.
  • Петраковский С.А.
  • Оглоблина И.А.
RU2233903C1
Сплав на основе цинка для анодов и способ его обработки 1991
  • Резник Борис Ильич
  • Клевцова Елена Викторовна
  • Петухова Тамара Александровна
  • Пучков Илья Леонидович
  • Измайлов Виктор Александрович
  • Пружинин Иван Федорович
  • Есаян Левон Павлович
  • Пилюс Надежда Тихоновна
  • Фролова Валентина Мухаметовна
SU1788064A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 035 094 C1

Реферат патента 1995 года СТАЛЬ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ АНОДОВ СОЛЕВЫХ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА

Использование: солевые химические источники тока с алюминиевым анодом. Сущность изобретения: сплав на основе алюминия для солевого химического источника тока содержит, мас.%: олово 0,05 - 0,25; галлий 0,005 - 0,1; свинец 0,005 - 0,1; натрий 0,0001 - 0,01; стронций 0,0001 - 0,01; алюминий остальное. Указанный сплав обладает пониженной скоростью коррозии, что повышает эффективность и надежность источника. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 035 094 C1

СТАЛЬ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ АНОДОВ СОЛЕВЫХ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА, включающий в себя олово, галлий и свинец, отличающийся тем, что, с целью улучщения электрохимических характеристик, он дополнительно содержит натрий и стронций при следующем соотношении компонентов, мас.

Олово 0,05 0,25
Галлий 0,005 0,1
Свинец 0,005 0,1
Натрий 0,0001 0,01
Стронций 0,0001 0,01
Алюминий Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2035094C1

Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Патент США N 4808498, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 035 094 C1

Авторы

Бычковский С.К.

Бурыгин А.А.

Дмитренко С.В.

Кассюра В.П.

Самойлова Л.А.

Даты

1995-05-10Публикация

1992-11-17Подача