РАСПЛАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА Российский патент 2013 года по МПК H01M6/36 

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия.

Известен электролит для химических источников тока, включающих нитрат лития и хлорид лития. Он характеризуется высокой температурой плавления 245°С и удельной энтальпией плавления 363 кДж/кг (Васина Н.А., Грызлова Е.С., Шапошникова С.Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. - М.: Химия, 1984. - 105 с.).

Известен электролит для химических источников тока, включающий нитрат лития и хлорид натрия 233°С с удельной энтальпией плавления 364 кДж/кг (Васина Н.А., Грызлова Е.С., Шапошникова С.Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. - М.: Химия, 1984. - 105 с.), что является также высокой температурой плавления.

Наиболее близким к предложенному является электролит, включающий нитрат и бромид лития. Он имеет температуру плавления 224°С и удельную энтальпию плавления 292 кДж/кг (Опарина А.Ф. Двойная система Li||Br, NO₃ / А.Ф. Опарина, Н.С. Домбровская // Журн. неорган. химии. - 1961. - Т.VI. - С.2364).

Однако этот электролит имеет высокие значения температуры и удельной энтальпии плавления, что снижает диапазон использования его по температуре и дополнительно увеличивает энергозатраты на приведение в рабочее состояние.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными, заключается в том, что теплоаккумулирующий состав, содержащий нитрат и бромид лития, дополнительно содержит бромид калия.

Техническим результатом является снижение температуры плавления солевого состав. Технический результат достигается сплавлением ингредиентов в определенных соотношениях, которые получены изучением трехкомпонентной смеси солей из нитрата лития и бромидов калия и лития.

Предложенный электролит готовится следующим образом. Исходные предварительно обезвоженные соли взвешивают, помещают в платиновом тигле в печь нагрева шахтного типа и переплавляют. Соотношения ингредиентов и температуры плавления составов для заявляемых пределов следующие:

Пример 1

0,0253 г (24,07 мас.%) бромида калия + 0,0478 г (45,46 мас.%) нитрата лития + 0,0320 г (30,47 мас.%) бромид лития.

Температура плавления равна 201°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 205 кДж/кг

Пример 2

0,0245 г (24,50 мас.%) бромида калия + 0,0445 г (44,47 мас.%) нитрата лития + 0,0310 г (31,03 мас.%) бромид лития.

Температура плавления равна 200°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 204 кДж/кг

Пример 3

0,0251 г (24,94 мас.%) бромида калия + 0,0437 г (43,49 мас.%) нитрата лития + 0,0317 г (31,5 7 мас.%) бромид лития.

Температура плавления составляет 199°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 193 кДж/кг

Пример 4

0,0254 г (25,37 мас.%) бромида калия + 0,0425 г (42,51 мас.%) нитрата лития + 0,0321 г (32,12 мас.%) бромид лития.

Температура плавления составляет 205°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 195 кДж/кг

Пример 5

0,0258 г (25,80 мас.%) бромида калия + 0,416 г (41,53 мас.%) нитрата лития + 0,0327 г (32,67 мас.%) бромид лития.

Температура плавления составляет 210°С.

Удельная энтальпия плавления составляет 197 кДж/кг

В таблице приведены сравнительные характеристики заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Составы Состав смеси, мас.% Удельная энтальпия плавления, кДж/кг Температура плавления, °С LiBr KBr LiNO₃ Прототип 29,57 - 70,43 292 224 Предлагаемый 1 30,47 24,07 45,46 205 201 2 31,03 24,50 44,47 204 200 3 31,57 24,94 43,49 193 199 4 32,12 25,37 42,51 195 205 5 32,67 25,80 41,53 197 210

Заявляемый электролит имеет существенное преимущество по сравнению с известными - на 25-14°С снижена температура плавления и на 99-87 кДж/кг удельная энтальпия плавления, что снижает энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние и расширяет температурный диапазон использования электролита.

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий нитрат и бромид лития, дополнительно содержит бромид калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат лития 41,53-45,46, бромид калия 24,07-25,80, бромид лития 30,47-32,67. Предложенный состав электролита обеспечивает снижениие температуры плавления электролита на 14-25°С и на 99-87 кДж/кг удельной энтальпии его плавления. Экономия энергозатрат на приведение электролита в рабочее состояние, а также расширение температурного диапазона его использования явля.тся техническим результатом предложенного изобретения. 5 пр., 1 табл.

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий нитрат и бромид лития, дополнительно содержит бромид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нитрат лития 41,53-45,46 бромид калия 24,07-25,80 бромид лития 30,47-32,67