ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА Российский патент 2014 года по МПК H01M6/20 H01M6/14 H01M6/18 

Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов, применяющихся в качестве расплавляемых электролитов для химических источников тока.

Известны составы электролитов для химических источников тока. Первый включает фторид лития (8,19 мас.%) и бромид лития (91,81 мас.%) (Диаграммы плавкости солевых систем. Ч.III. Двойные системы с общим катионом. Справочник. Посыпайко В.И., Алексеева А.А., Васина Н.А. М.: «Металлургия», 1979, 204 с.). Рабочая температура состава выше 467°С. Второй включает фторид лития (7,02 мас.%), бромид лития (79,48 мас.%) и вольфрамат лития (13,50 мас.%) (Егорцев Г.Е., Гаркушин И.К., Истомова М.А. Фазовые равновесия и химическое взаимодействие в системах с участием фторидов и бромидов щелочных металов. Екатеринбург: УрО РАН, 2008. 132 с.). Рабочая температура состава выше 456°С.

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав, включающий фторид лития (5,50 мас.%), бромид лития (73,94 мас.%) и молибдат лития (20,56 мас.%) (Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К., Афанасьева О.Ю. Трехкомпонентные системы LiF-LiBr-Li₂MoO₄ и LiF-LiBr-Li₂SO₄. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2009. Т.52. - №12. - С.129-131). Рабочая температура состава выше 444°С. Однако - это четко фиксированный состав, соответствующий точке нонвариантного равновесия - эвтектике.

Настоящее изобретение обеспечивает работу в диапазоне температур выше 447-451°С в качестве расплавляемого электролита с широкой областью концентраций исходных компонентов.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными заключается в том, что электролит содержит дополнительно вольфрамат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%:

фторид лития 6,34…7,03

бромид лития 76,28…79,61

вольфрамат лития 4,85…9,59

молибдат лития 4,47…11,84

Примеры конкретного исполнения

Пример 1

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «чда» (LiF), «хч» (LiBr), «ч» (Li₂WO₄) и «чда» (Li₂MoO₄) в следующем соотношении: 0,0703 г (7,3 мас.%) фторида лития+0,628 г (76,8 мас.%) бромида лития+0,485 г (4,85 мас.%) вольфрамата лития+0,184 г (11,84 мас.%) молибдата лития.

Температура плавления смеси 447°С.

Пример 2

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении: 0,068 г (6,80 мас.%) фторида лития+0,813 г (78,13 мас.%) бромида лития+0,686 г (6,86 мас.%) вольфрамата лития+0,0821 г (8,21 мас.%) молибдата лития.

Температура плавления смеси 447°С.

Пример 3

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении: 0,0634 г (6,34 мас.%) фторида лития+0,7961 г (79,61 мас.%) бромида лития+0,0959 г (9,59 мас.%) вольфрамата лития+0,0447 г (4,47 мас.%) молибдата лития.

Температура плавления смеси 451°С.

За заявляемыми пределами нарушается однофазность состава, что приводит к повышению температуры плавления.

Пример 4

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении: 0,1643 г (16,43 мас.%) фторида лития+0,6973 г (69,73 мас.%) бромида лития+0,0311 г (3,11 мас.%) вольфрамата лития+0,1074 г (10,74 мас.%) молибдата лития.

Температура плавления смеси 603°С.

Пример 5

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации в следующем соотношении: 0,1626 г (16,26 мас.%) фторида лития+0,7023 г (70,23 мас.%) бромида лития+0,0615 г (6,15 мас.%) вольфрамата лития+0,0736 г (7,36 мас.%) молибдата лития.

Температура плавления смеси 600°С.

Пример 6

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении: 0,1613 г (16,13 мас.%) фторида лития+0,7128 г (71,28 мас.%) бромида лития+0,0854 г (8,54 мас.%) дольфрамата лития+0,0405 г (4,05 мас.%) молибдата лития.

Температура плавления смеси 598°С.

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

  Состав смеси, мас.% Температура плавления, °С Составы           LiF LiBr Li₂MoO₄ Li₂WO₄         Прототип 5,50 73,94 20,56   444   Предлагаемый 1 7,03 76,28 11,84 4,85 447 2 6,80 78,13 8,21 6,86 447 3 6,34 79,61 4,47 9,59 451

Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав обеспечивает работу химического источника тока в диапазоне температур выше 447-451°С с широким диапазоном концентраций исходных компонентов.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов, содержащих фторид, бромид, молибдат лития, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления дополнительно введен вольфрамат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид лития 6,34-7,03, бромид лития 76,28-79,61, вольфрамат лития 4,85-9,59, молибдат лития 4,47-11,84. Заявляемый состав обеспечивает работоспособность электролита для химического источника тока в диапазоне температур выше 447-451°С при сравнительно широкой области концентраций компонентов. 1 табл., 6 пр.

Электролит для химического источника тока, включающий фторид, бромид и молибдат лития, отличающийся тем, что для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления дополнительно введен вольфрамат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фторид лития 6,34…7,03
бромид лития 76,28…79,61
вольфрамат лития 4,85…9,59
молибдат лития 4,47…11,84