×
25.08.2017
217.015.a3ba

Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛИКТРОЛИТНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ТЕПЛОВОГО ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве тепловых химических источников тока. Повышение ионной проводимости электролитной смеси для теплового химического источника тока, а также уменьшение деформации электролитной таблетки и ее коррозионной активности, что позволяет увеличить продолжительность работы источника тока, является техническим результатом изобретения. Электролитная смесь содержит, масс %: эвтектику LiCl-KCl - 10-40, ортосиликат-ортофосфат лития - 60-90. 1 табл.

Настоящее изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока.

Электролитная смесь или электролит является ионопроводящей средой электрохимического элемента и обеспечивает тактико-технические характеристики источника тока. В отличие от других гальванических элементов электролитная смесь для теплового химического источника тока в нормальных условиях не должна проводить электрический ток, а при нагревании, оставаясь в твердом состоянии, приобретать чисто ионную проводимость электрического тока, высокое напряжение электролитического разложения, низкую температуру плавления.

Известен электролит для химического источника тока [SU Авторское свидетельство №641860, кл. H1M 6/18 от 20.11.1999 г.], в котором использован твердый раствор ортосиликатов и ортофосфатов щелочных металлов. Этот электролит обладает достаточной термической устойчивостью, что позволяет использовать источник тока с данным электролитом для работы при высоких температурах. Однако такой источник тока обладает низкой разрядной емкостью и энергией, обусловленной высоким удельным электросопротивлением электролита. При использовании подобного электролита для теплового химического источника тока возникают технические проблемы поддержания высокой температуры, необходимой для работы в автономном режиме.

Известна электролитная смесь для теплового химического источника тока на основе эвтектики хлоридов лития и калия и загустителя порошка окиси алюминия Al2O3 [SU Авторское свидетельство №1840266, кл. H1M 6/36 от 27.08.2008 г.].

Эвтектическая смесь LiCl-KCl имеет достаточно высокую ионную проводимость при температуре ее плавления 352°C. Введение в нее загустителя в виде порошков оксида алюминия препятствует вытеканию электролита при перегрузках, уменьшает деформацию электролитной таблетки, допускает большие токи на нагрузку в течение длительного времени, уменьшает коррозионную активность и испарение электролита, позволяет снизить подвижность жидкой фазы эвтектики и расширить рабочий интервал температур электролитной смеси. Однако за счет связывания жидкой фазы эвтектики LiCl-KCl частицами инертного порошка оксида алюминия ионная проводимость смеси уменьшается.

Внесение в эвтектику LiCl-KCl порошков оксидов таких металлов, как магний, кремний, торий, бор, тантал, так и оксидных соединений - алюминатов лития и магния, бентонита, каолина и т.п. также не позволяет получить композиции с минимальным омическим сопротивлением при достаточной механической прочности электролитной таблетки.

Целью настоящего технического решения является получение электролитной смеси, обладающей высокой ионной проводимостью и механической прочностью изготавливаемой из нее электролитной таблетки в широком интервале рабочих температур.

С этой целью предлагается электролитная смесь для теплового химического источника тока на основе эвтектики хлоридов лития и калия и загустителя, отличающаяся тем, что в качестве последнего взяты материалы на основе ортосиликат-ортофосфата лития при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Эвтектика LiCl-KCl 10-40
Ортосиликат-ортофосфат лития 60-90

Введение в эвтектическую смесь хлоридов лития и калия ионнопроводящего загустителя, которым является материал на основе ортосиликат-ортофосфатов лития (твердый электролит), позволяет в сравнении с непроводящими загустителями существенно увеличить ионную проводимость и расширить интервал рабочих температур при сохранении высокой механической прочности электролитной таблетки. Высокая ионная проводимость предлагаемой электролитной смеси обеспечивается как структурой, дисперсностью и адсорбционной особенностью поверхностно-активного слоя загустителя, так и за счет переноса ионов лития по жидкой и твердой фазам.

Важной особенностью предлагаемого загустителя Li4SiO4-Li3PO4 на основе кристаллической решетки Li3PO4 является его термодинамическая стабильность и химическая стойкость к электродным материалам, в частности к широко используемому в тепловых источниках тока в качестве анодного материала высокоактивному металлическому литию, реагирующему с большинством применяемых загустителей.

Соотношение твердой и жидкой фаз обеспечивает надежное заполнение пространства между частицами твердого электролита жидкостью (при рабочих температурах).

Минимальное количество загустителя в электролитной смеси составляет 60 масс. %. Дальнейшее уменьшение этого количества приводит к значительной подвижности жидкой фазы эвтектики LiCl-KCl, что значительно сокращает диапазон рабочих температур электрохимического элемента и снижает механическую прочность электролитной таблетки, изготавливаемой из этой смеси. Деформация таблетки приводит к потере работоспособности источника тока.

Возможность внесения загустителя до 90 масс. % позволяет существенно повысить верхний предел рабочей температуры электролитной смеси и тем самым увеличить продолжительность работы источника тока. Однако увеличение загустителя свыше 90 масс.% из-за недостаточности количества эвтектики LiCl-KCl ведет к прерыванию ионопроводящих мостиков по жидкой фазе (при работе элемента), что ухудшает электроконтакты между частицами загустителя. В результате ионная проводимость электролитной смеси значительно уменьшается, ухудшаются электрические характеристики источника тока, возникают технологические трудности обеспечения механической прочности электролитной таблетки.

Оценка предложенного технического эффекта производилась путем испытаний электрохимических элементов диаметром 35 мм с анодами из композита Li-B толщиной 0,6 мм и катодами на основе FeS2 массой 2,3 г.

Масса электролитных таблеток, изготовленных из заявленной смеси, и электролитных таблеток по прототипу составляла 1,3 г.

Разряды электрохимических элементов проводились в электронагревателе постоянными токами 3 и 5 А при температуре плюс 600°C.

Данные испытаний представлены в таблице 1.

Как видно из результатов испытаний, электролит, изготовленный из предложенной электролитной смеси, при прочих равных условиях испытаний имеет более высокое максимальное напряжение разряда и более продолжительное время работы до фиксированного напряжения, чем электролит по прототипу. Такой эффект достигается за счет высокой ионной проводимости и механической стойкости к воздействию высоких температур предложенной электролитной смеси.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-15 of 15 items.
26.08.2017
№217.015.d577

Тепловой химический источник тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока (ТХИТ). Предложенный ТХИТ состоит из помещенного в корпус блока, состоящего из электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, воспламеняемых от запального устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623101
Дата охранного документа: 22.06.2017
19.01.2018
№218.016.0e29

Способ изготовления супертонкой тепловой изоляции для теплового источника тока

Изобретение относится к электротехнике. Способ изготовления гибкой тепловой изоляции путем осаждения водной суспензии компонентов твердой фазы (хризотиловый асбест и порошок дихром триоксида (СrO) заключается в приготовлении твердой фазы (Т), для этого хризотиловый асбест проходит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633386
Дата охранного документа: 12.10.2017
29.06.2019
№219.017.9a6f

Способ получения порошков ароматических сополимеров

Изобретение относится к способу получения порошков ароматических сополимеров, предназначенных для производства пластмассовых изделий, а также лаков и пленочных материалов. Способ заключается в том, что смешивают раствор ароматического диамина или бис-фенола в смеси тетрагидрофуран-вода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002248377
Дата охранного документа: 20.03.2005
29.06.2019
№219.017.a200

Способ получения поли-n-фенилентерефталамида и его сополимеров

Описывается способ получения поли-n-фенилентерефталамида и его сополимеров путем растворения n-фенилендиамина и его смесей с другими диаминами в среде амидно-солевого растворителя, охлаждения раствора диамина до 0 - 10C, введения в раствор при перемешивании дихлорангидрида дикарбоновой кислоты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02163609
Дата охранного документа: 27.02.2001
29.06.2019
№219.017.a226

Способ разделения азеотропной смеси α-пиколин - вода

Изобретение относится к способу разделения азеотропной смеси α-пиколин - вода, образующейся в процессе регенерации растворителя в производстве поли-n-фенилентерефталамида. Сущность изобретения заключается в следующем: в смесь, содержащую α-пиколин и воду, вводят твердую гидрооокись натрия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02188058
Дата охранного документа: 27.08.2002
Showing 11-20 of 29 items.
26.08.2017
№217.015.d577

Тепловой химический источник тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока (ТХИТ). Предложенный ТХИТ состоит из помещенного в корпус блока, состоящего из электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, воспламеняемых от запального устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623101
Дата охранного документа: 22.06.2017
19.01.2018
№218.016.0e29

Способ изготовления супертонкой тепловой изоляции для теплового источника тока

Изобретение относится к электротехнике. Способ изготовления гибкой тепловой изоляции путем осаждения водной суспензии компонентов твердой фазы (хризотиловый асбест и порошок дихром триоксида (СrO) заключается в приготовлении твердой фазы (Т), для этого хризотиловый асбест проходит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633386
Дата охранного документа: 12.10.2017
01.03.2019
№219.016.cfee

Тепловой химический источник тока

Изобретение относится к тепловым химическим источникам тока, приводимым в действие посредством воспламенения пиротехнических элементов от инициирующих пиротехнических полос, расположенных по периферии блока элементов и контактирующих в торцевой части блока с запальным устройством. Согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448393
Дата охранного документа: 20.04.2012
20.03.2019
№219.016.e858

Способ изготовления пиротехнического нагревателя для теплового химического источника тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Техническим результатом изобретения является получение максимальной полноты сгорания пиротехнических нагревателей, содержащих в качестве горючего мелкодисперсные порошки железа....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002450390
Дата охранного документа: 10.05.2012
29.03.2019
№219.016.f106

Многооборотный сборно-разборный металлический контейнер

Изобретение относится к таре для хранения и транспортирования боеприпасов, в частности к контейнерам. Многооборотный сборно-разборный металлический контейнер содержит днище с опорными брусьями и связанные между собой быстроразъемными соединениями решетчатые стенки с жесткими поперечными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002347181
Дата охранного документа: 20.02.2009
30.03.2019
№219.016.fa2d

Тепловая батарея

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции энергоемкой тепловой батареи, и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Техническим результатом изобретения является повышение энергоемкости и устойчивости тепловой батареи к внешним механическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683585
Дата охранного документа: 29.03.2019
19.04.2019
№219.017.31b2

Способ сборки теплового химического источника тока

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при производстве тепловых химических источников. Техническим результатом изобретения является стабилизация электрических характеристик источников тока в условиях воздействия механических нагрузок. Согласно изобретению опрессовку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002470416
Дата охранного документа: 20.12.2012
18.05.2019
№219.017.565e

Тепловой химический источник тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Согласно изобретению тепловой химический источник тока активируется от запального устройства, расположенного в торце блока. В непосредственной близости к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393591
Дата охранного документа: 27.06.2010
18.05.2019
№219.017.56c3

Герметичная металлическая тара

Изобретение относится к упаковке в металлическую быстроразъемную тару с герметичной крышкой артиллерийских малокалиберных патронов, укрепленных в звеньях спирально уложенной ленты для боекомплекта стрельбы из автоматических пушек. Герметичная металлическая тара для укупорки патронов унитарного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002316721
Дата охранного документа: 10.02.2008
18.05.2019
№219.017.59eb

Способ изготовления электрода теплового химического источника тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве тепловых химических источников тока. Техническим результатом является увеличение коэффициента полезного использования емкости электрода и снижение брака при его изготовлении. Согласно изобретению термообработка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456716
Дата охранного документа: 20.07.2012
+ добавить свой РИД