Ячейка для измерения электропроводности твердых электролитов с проводимостью по катионам щелочного металла Советский патент 1989 года по МПК G01N27/46 

1

Изобретение относится к устройствам для измерения электропроводности твердых электролитов с проводимостью по катионам щелочного металла и может быть использовано при разработке конструкционных материалов для высокотемпературных электрохимических систем, например источников тока, электролизеров, топливных элементов.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже изображена предлагаемая ячейка.

Ячейка состоит из образца твердого электролита - корпуса 1 ячейки, электродных камер 2 и 3,; перегородки 4 из твердого электролита, разделяющей электродные камера, жидких обратимых электродов 5 и 6 и металлических токоподводов 7 и 8 для присоединения ячейки к измерительному прибо- РУ 9.

Ячейка работает следующим образом.

Пример. Тело корпуса 1 ячейки в форме цилиндра диаметром 1,6 см и высотой 2,0 см изготовлено из твер

О5 СО 1

СО

дого электролита В ЬхАХЗЮд (R - эвкриптита). В корпусе ячейки выполнены две цилиндрические (,4 см) электродные камеры 2 и 3 глубиной

1,2 см, разделенные перегородкой 4 из твердого электролита В LiAlSiO с минимальной толщиной 0,3 см В электродные камеры помещены жидкие обратимые электроды 5 и 6 из лития или литийсодержащего сплава на основе галлия Ga-,Lio, и металлические токе- подводы 7 и 8 из вольфрамовой проволоки для присоединения ячейки к измерительному прибору 9.

Приводят измерения электропровод- «кости твердого электролита B LiAlSiO температурах 200, 300, 400, 500 и 600 с, при которых электроды 5 и 6 находятся в жидком состоянии.

При измерениях переменном токе к ячейке от измерительного прибора 9 прикладывают переменное напряжение заданной частоты в интервале 10- ТО Гц и фиксируют значения активной и реактивной составляющих импеданса ячейки. Из граф1ика частотной зависимости реактивной и активной составляющих импеданса ячейки находят элект росопротивление R той части перего - , родкй 4 из твердого электролита, которая контактирует с жидкими обратимыми электродами 5 и 6. Величину удельной электропроводности твердого электролита B LiAlSiO при данной температуре рассчитывают по формуле

G In---/R-Mh (Ом - см ) ,

а - расстояние между центрами электродных камер 2 и 3 (0,7 CM)i г - радиус электродной камеры (0,2 см);

5

д

5

5

0

45

h - высота электродов 5 и 6 (0,6 см).

При измерениях на постоянном токе методом вольтметра-амперметра к указанной ячейке от измерительного прибора 9 прикладывают постоянное напряжение и фиксируют величину тока I, протекающего через ячейку. Электросопротивление перегородки 4 из твердого электролита, контактирующей с жидкими обратимыми электродами 5 и 6, рассчитывают по формуле , а значение удельной электропроводности G ; - по вышеприведенной формуле.

В таблице приведены результаты измерений электропроводности 8 LiAlSi0.i. на переменном к постоянном токе.

Высота жидакк обратимых электродов 5 к 6 после вышеуказанных изме рений осталась неизменнойj что свидетельствует о надежном разделении электродных камер 2 и 3 перегородкой 4 из твердогсз электролита. Это обеспечивает постоянство величины h в формуле Для расчета значений 6,- , а следовательно, и точность последних.

Формула изобретения

Ячейка для измерения электропро- водности твердых электролитов с проводимостью по катионам щелочного металла, содержащая корпус, электродные камеры, жидкие обратимые электроды с металлическими токоподводами, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, корпус ячейки выполнен в виде образца твердого электролита, в котором размещены электродные камеры, между кото1Я 1ми- расположена твердоэлектролит- ная перегородка, причем корпус и перегородка выполнены из монолитного твердоэлектролитного блока.

Изобретение относится к устройствам для измерения электропроводности твердых электролитов с проводимостью по катионам щелочного металла и может быть использовано;при разработке конструкционных материалов для высокотемпературных электрохимических систем. Целью изобретения является повышение точности измерений. Ячейка для измерения электропроводности твердых электролитов с проводимостью по катионам щелочных металлов содержит корпус, выполненный в виде - образца твердого электролита, две электродные камеры, разделенные перегородкой. Б электродных камерах раз- g мещены жидкие обратимые электроды с токопроводами. Измерения.проводились двумя методами: импедансным и вольтт-- амперометрическим, и дали воспроизводимые результаты. 1 ил. 1 табл.

1,5-10 1,0.1.0 иО Ю 1,0.10

f6

2,,810-1,310 1,310 1, 0,840

«. V

f6

1, 0,840

«. V

5

1

1 I

3 I

L.J