РАСПЛАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА Российский патент 2014 года по МПК H01M6/20 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, включающий бромид и метаванадат лития. Он характеризуется сравнительно высокой температурой плавления 473°C и удельной энтальпией плавления 172 кДж/кг (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Фролов Е.И. Фазовые равновесия в системах с участием солей лития. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - 121 с.).

Известен электролит, включающий метаванадаты лития и калия и хлорид калия. Он имеет температуру плавления 410°C и удельную энтальпию плавления 188 кДж/кг (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Петров А.С., Анипченко Б.В. Фазовые равновесия в системах с участием метаванадатов некоторых щелочных металлов. - М.: Машиностроение-1, 2005. - 118 с.).

Известен электролит для химических источников тока, включающий метаванадат лития и хлориды лития и калия с температурой плавления 347°C и удельной энтальпией плавления 180 кДж/кг (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Петров А.С., Анипченко Б.В. Фазовые равновесия в системах с участием метаванадатов некоторых щелочных металлов. - М.: Машиностроение-1, 2005. - 118 с.).

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 электролит содержит метаванадаты лития и калия и бромид калия.

Техническим результатом, является снижение температуры плавления и удельной энтальпии плавления солевого состава. Технический результат достигается сплавленном ингредиентов в определенных соотношениях, которые получены изучением трехкомпонентной смеси солей из бромида калия, метаванадатов лития и калия.

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

Пример 1.

0,0998 г (33,26 мас.%) метаванадата лития +0,0201 г (6,71 мас.%) бромида калия +0,1801 г (60,03 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления равна 33°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 157 кДж/кг

Пример 2.

0,1023 г (34,10 мас.%) метаванадата лития +0,0144 г (4,79 мас.%) бромида калия +0,1833 г (61,11 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления равна 333°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 158 кДж/кг

Пример 3.

0,1024 г (34,15 мас.%) метаванадата лития +0,0173 г (5,76 мас.%) бромида калия +0,1803 г (60,09 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления составляет 331°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 156 кДж/кг

Пример 4.

0,0956 г (35,20 мас.%) метаванадата лития +0,02 10 г (7,72 мас.%) бромида калия +0,1550 г (57,08 мас.%) метаванадата калия.

Температура плавления составляет 332°C.

Удельная энтальпия плавления составляет 157 кДж/кг

За заявленными пределами состав не является однофазным и имеет более высокую температуру плавления.

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 1* 2 3 Прототип, LiCl-LiVO₃-KCl 39,75 6,38 53,87 180 347 Предлагаемый, LiVO₃-KBr-KVO₃ 1 33,26 6,71 60,03 157 331 2 34,10 4,79 61,11 158 333 3 34,15 5,76 60,09 156 331 4 35,20 7,72 57,08 157 329 * указан порядковый номер соли в системе.

Заявляемый электролит имеет существенное преимущество по сравнению с известными - на 14-18°C снижена температура плавления и на 22-24 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 метаванадат лития и соли калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия содержит бромид и метаванадат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: метаванадат лития 33,26…35,20, бромид калия 4,79…7,72, метаванадат калия 57,08…61,11. Снижение температуры и удельной энтальпии плавления расплава указанного электролита позволяет увеличить диапазон его использования в области температур 329-347°С, что позволяет снизить энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние. 1 пр., 1 табл.

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий метаванадат лития и соли калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия взяты бромид и метаванадат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
метаванадат лития 33,26…35,20 бромид калия 4,79…7,72 метаванадат калия 57,08…61,11