СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАТАРЕЙНОГО ФТОРУГЛЕРОДА Российский патент 2008 года по МПК H01M4/58 C01B31/00 

Описание патента на изобретение RU2339122C1

Изобретение относится к химическим источникам тока и касается получения батарейного фторированного углеродного материала, который находит применение в качестве катодного материала литиевых химических источников тока, а также в качестве компонента смазывающих веществ и наполнителя полимерных материалов.

Известен способ получения фторированного углеродного материала, включающий обработку углеродного волокна газообразной смесью фтора и азота с парциальным давлением 0,5 атм каждого компонента при температуре 340°С в течение 36 часов и при температуре 320°С в течение 72 часов (заявка Японии № 59-184716, кл. С01В 31/00, 1983).

Недостатком известного способа является значительное выгорание исходного материала из-за плохого теплоотвода в процессе фторирования, что отрицательно сказывается на выходе конечного продукта, при этом из-за его охрупчивания происходит разрушение исходной волокнистой формы материала. Другим недостатком способа является большая длительность фторирования.

Известен способ получения фторированного углеродного материала, включающий термическую обработку углеродного материала реакционным газом, содержащим фтор и фтористый водород, в смеси с инертным газом (заявка ФРГ № 2306737, кл. С01В 31/10, 1973). В качестве углеродного материала в данном способе используют древесный уголь, нефтяной пек, обуглероженный сахар.

Недостатками указанного известного способа является невозможность получения компактного фторированного углеродного материала заданных размеров, нужной геометрической формы и необходимого состава фторированного материала.

Из известных способов наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ получения фторуглерода, при котором ведут термическую обработку углеродного материала газовой смесью, содержащей 2÷15 об.% фторирующего газа и 85÷98 об.% инертного газа при температуре 350÷520°С (патент РФ № 2175156 С1, кл. Н01М 4/58, 2001).

Недостатками указанного способа являются низкий выход годного продукта и недостаточная степень фторирования.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода годного продукта требуемого качества и повышение степени фторирования. Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения батарейного фторуглерода, при котором ведут термическую обработку углеродного материала газовой смесью, содержащей 5÷10 об.% фторирующего газа и 90÷95 об.% инертного газа при температуре 470÷520°С, при этом согласно изобретению в качестве углеродного материала используют тканый углеграфитовый волокнистый материал (УВМ) однонаправленной текстуры, имеющей продольно ориентированные нити основы, переплетенные уточными нитями с шагом 2÷4 утка /см. Основные нити УВМ в процессе фторирования дают меньший угар и большую степень фторирования, чем уточные нити. УВМ перед фторированием не требует дополнительной термообработки в инертной среде при температуре 2500°С. Катоды из батарейного фторуглерода, изготовленного по данному способу, имеют высокие удельные характеристики. Однонаправленная текстура УВМ улучшает процесс взаимодействия газовой смеси с углеродным материалом, способствует эффективному отводу тепла с одновременным понижением угара, что позволяет увеличить толщину пакета УВМ при обработке и обеспечивает повышение производительности способа.

Соотношение масс основных нитей к уточным нитям УВМ находится в интервале 0,75-0,9.

Целесообразно, чтобы соотношение масс основных нитей к уточным нитям УВМ находилось в интервале 0.75÷0.9. Указанное соотношение масс основных нитей к уточным нитям УВМ позволяет получить более однородный по химическому составу и по электрохимическим свойствам батарейный фторуглерод.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется примером практической реализации.

Пример реализации. Способ получения батарейного фторуглерода путем термической обработки исходного углеродного материала газовой смесью, содержащей 7 об.% фторирующего газа (смеси HF и F с массовой долей 7% и 90% соответственно), 93 об.% инертного газа при температуре 470°С. Предлагаемое техническое решение является промышленно применимым. Полученный по предлагаемому изобретению фторированный углеродный материал с содержанием фтора 59-64% используется в качестве активного материала катода литиевых химических источников тока с неводным электролитом. Полученный материал также используется как химически и износостойкий компонент в смазочных материалах с улучшенными свойствами, а также как наполнитель полимерных материалов, придающий последним химическую коррозионную стойкость, водо- и маслоотталкивающие свойства.

Похожие патенты RU2339122C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННОГО УГЛЕРОДА 2003
  • Алешинский В.В.
  • Андрейчатенко В.В.
  • Вульф В.А.
  • Выражейкин Е.С.
  • Дедов А.С.
  • Захаров В.Ю.
  • Любимов А.Н.
  • Мурин А.В.
  • Новикова М.Д.
  • Филатов В.Ю.
  • Шабалин Д.А.
RU2241664C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННОГО УГЛЕРОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Аккузин Н.С.
  • Варфоломеев Л.И.
  • Виноградов Г.Г.
  • Зеленков Г.В.
  • Катьянова В.Р.
  • Кузнецов Е.В.
  • Струшляк А.И.
  • Черниговский Е.Д.
  • Шуруев С.К.
  • Юрочкин В.М.
RU2119448C1
НИТЬ, ТКАНЬ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 2018
  • Эспе, Рольф
RU2742391C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННОГО УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА 2011
  • Пониматкин Владимир Павлович
  • Полякова Наталья Владимировна
  • Вульф Владимир Александрович
RU2464673C1
ГРАНУЛИРОВАННЫЙ АДСОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ФТОРУГЛЕРОДА 1992
  • Полякова Н.В.
  • Колдышев А.Е.
  • Пименова Л.М.
  • Орлова Н.И.
  • Гарбузов В.Г.
  • Кирготенко В.М.
  • Кузнецов Ю.Н.
  • Вульф В.А.
RU2038594C1
ФТОРИД УГЛЕРОДА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2000
  • Коршунов Г.М.
  • Полякова Н.В.
  • Вульф В.А.
  • Дрождин Б.И.
  • Дедов А.И.
  • Зуб В.В.
  • Захаров В.Ю.
  • Выражейкин Е.С.
  • Арасланов Г.Г.
RU2175156C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННОГО УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА 1992
  • Цветников А.К.
  • Назаренко Т.Ю.
RU2036135C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННОГО УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Полякова Наталья Владимировна
  • Вульф Владимир Александрович
  • Лебедев Олег Юрьевич
  • Рашкин Борис Иванович
RU2350554C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА 2015
  • Цветников Александр Константинович
  • Соколов Александр Александрович
  • Опра Денис Павлович
  • Матвиенко Людмила Александровна
  • Синебрюхов Сергей Леонидович
  • Гнеденков Сергей Васильевич
  • Сергиенко Валентин Иванович
RU2597607C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА И МАТЕРИАЛОВ НА ЕГО ОСНОВЕ 2008
  • Копылов Виктор Михайлович
  • Трушников Алентин Михайлович
  • Хазанов Игорь Иосифович
  • Казаков Марк Евгеньевич
  • Никитин Алексей Валентинович
  • Ратушняк Маргарита Александровна
RU2384657C2

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАТАРЕЙНОГО ФТОРУГЛЕРОДА

Изобретение относится к химическим источникам тока и касается получения батарейного фторированного углеродного материала, который находит применение в качестве катодного материала литиевых химических источников тока, а также в качестве компонента смазывающих веществ и наполнителя полимерных материалов. Согласно изобретению способ получения батарейного фторуглерода путем термической обработки исходного углеродного материала газовой смесью, содержащей 5-10 об.% фторирующего газа и 90-95 об.% инертного газа при температуре 470-520°С, при этом в качестве исходного углеродного материала используют тканый углеграфитовый волокнистый материал (УВМ) однонаправленной текстуры, имеющей продольно ориентированные нити основы, переплетенные уточными нитями с шагом 2-4 утка/см. Соотношение масс основных нитей к уточным нитям УВМ может находиться в интервале 0.75-0.9. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода готового продукта. 1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 339 122 C1

1. Способ получения батарейного фторуглерода путем термической обработки исходного углеродного материала газовой смесью, содержащей 5-10 об.% фторирующего газа и 90-95 об.% инертного газа при температуре 470-520°С, отличающийся тем, что в качестве исходного углеродного материала используют тканый углеграфитовый волокнистый материал (УВМ) однонаправленной текстуры, имеющей продольно ориентированные нити основы, переплетенные уточными нитями с шагом 2-4 утка/см.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение масс основных нитей к уточным нитям УВМ находится в интервале 0,75-0,9.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2339122C1

ФТОРИД УГЛЕРОДА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2000
  • Коршунов Г.М.
  • Полякова Н.В.
  • Вульф В.А.
  • Дрождин Б.И.
  • Дедов А.И.
  • Зуб В.В.
  • Захаров В.Ю.
  • Выражейкин Е.С.
  • Арасланов Г.Г.
RU2175156C1
JP 59184716, 20.10.1984
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНСЕРВОВ "БОРАНИ ИЗ ЦЫПЛЯТ СО СТРУЧКАМИ ФАСОЛИ" СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Квасенков Олег Иванович
RU2306737C1
US 3872032 A, 18.03.1975.

RU 2 339 122 C1

Авторы

Алашкин Виталий Михайлович

Батраков Юрий Александрович

Ромадин Владимир Федорович

Туманов Борис Иванович

Даты

2008-11-20Публикация

2007-05-18Подача