АККУМУЛЯТОР Российский патент 2000 года по МПК H01M10/40 H01M6/14 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве вторичных источников тока - аккумуляторов.

Известен аккумулятор, содержащий корпус, сепаратор, положительный электрод, отрицательный электрод и раствор электролита (пат. США N 4728587, кл. H 01 M 6/14, 01.03.88). Недостатком этого аккумулятора является плохая циклируемость и низкие электрические характеристики. Из известных аккумуляторов наиболее близким по совокупности существенных признаков является аккумулятор, содержащий корпус, сепаратор, отрицательный электрод, положительный электрод из углеродного материала с высокой удельной поверхностью и раствор электролита, содержащий галоидное соединение (пат. США N 4753858, кл. H 01 M 6/14, 28.06.88). Недостатком указанного аккумулятора является низкая разрядная емкость.

Задачей изобретения является создание аккумулятора, обладающего высокой разрядной емкостью.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном аккумуляторе, содержащем корпус, сепаратор, отрицательный электрод, положительный электрод из углеродного материала с высокой удельной поверхностью и раствор электролита, содержащий галоидное соединение, указанное соединение содержится в электролите аккумулятора, находящегося в разреженном состоянии, в количестве, превышающем предел его растворимости.

При заряде аккумулятора запасание электричества на положительном электроде происходит при адсорбции галогенид-иона:
Г^- = Г(ад.) + e,
(например, Cl^- = Cl(ад.) + e ("Прикладная электрохимия" под ред. А.П.Томилова, М. , 84, с. 142). На отрицательном электроде при этом происходит осаждение металла (например, лития), входящего в состав галоидного соединения. По мере заряда снижается концентрация галоидного соединения в электролите и, следовательно, растворяется твердый избыток (полностью или частично).

При разряде аккумулятора галогенид-ион десорбируется с поверхности положительного электрода в объем электролита, а на отрицательном электроде электрохимически растворяется металл, входящий в состав галоидного соединения. После достижения предела растворимости избыток образовавшегося галоидного соединения переходит в твердую фазу. Наличие галоидного соединения в количестве, превышающем предел растворимости в электролите аккумулятора, находящегося в разреженном состоянии, обеспечивает высокую зарядную и разрядную емкость аккумулятора.

Целесообразно, чтобы в качестве раствора электролита в аккумуляторе использовался водный раствор электролита.

Целесообразно, чтобы в качестве раствора электролита в аккумуляторе использовался неводный раствор электролита.

Целесообразно, чтобы в качестве отрицательного электрода использовался литий, сплавы лития или интеркалаты лития.

Целесообразно, чтобы в качестве галогенида, входящего в состав галоидного соединения, использовался галогенид из ряда: хлорид, бромид, йодид или их смесь.

Целесообразно, чтобы удельная поверхность углеродного материала положительного электрода составляла от 40 до 3000 м²/г.

Сущность изобретения поясняется примером реализации.

Аккумулятор выполнен в корпусе из нержавеющей стали с полипропиленовым уплотнением. Отрицательный электрод - литий, интеркалированный в графит, положительный электрод - активированная углеродная ткань с удельной поверхностью 1200 м²/г. Сепаратор - пористый полипропилен, электролит - насыщенный LiCl в γ -бутиролактоне. Кроме того, LiCl введен в виде твердой фазы в количестве 1 г/см³ в аккумулятор, находящийся в разреженном состоянии. Емкость аккумулятора в течение 100 циклов составила около 0.5 А•час на 1 г LiCl.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве аккумуляторов. Согласно изобретению аккумулятор содержит корпус, сепаратор, отрицательный электрод, положительный электрод из углеродного материала с высокой удельной поверхностью и раствор электролита с галоидным соединением, содержание которого превышает предел растворимости в электролите аккумулятора, находящегося в разреженном состоянии. В качестве электролита используется водный или неводный растворы. В качестве активности материала отрицательного электрода взят литий, сплав лития или интеркалат лития. Техническим результатом изобретения является повышение разрядной емкости. 3 з.п.ф-лы.

1. Аккумулятор, содержащий корпус, сепаратор, отрицательный электрод, положительный электрод из углеродного материала с высокой удельной поверхностью и раствор электролита, содержащий галоидное соединение, отличающийся тем, что содержание галоидного соединения в аккумуляторе превышает предел растворимости в электролите аккумулятора, находящегося в разряженном состоянии. 2. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что в качестве раствора электролита использован водный раствор электролита. 3. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что в качестве раствора электролита использован неводный раствор электролита. 4. Аккумулятор по п.3, отличающийся тем, что в качестве отрицательного электрода взят литий, сплав лития или интеркалат лития.