×
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 21-29 of 29 items.
21.03.2020
№220.018.0e77

Тепловой химический источник тока

Изобретение относится к области электротехники, а именно к тепловым химическим источникам тока, обладающим повышенным временем работы, мощностью и надежностью, которые могут найти применение в системах сигнализации и специальной технике. Тепловой химический источник тока содержит корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717089
Дата охранного документа: 18.03.2020
24.06.2020
№220.018.29fd

Устройство для измерения скорости горения пиротехнической смеси теплового химического источника тока

Изобретение относится к области устройств, в которых применяются пиротехнические нагревательные смеси. Устройство для измерения скорости горения пиротехнической смеси теплового химического источника тока содержит камеру сгорания с размещенной в ней тепловой таблеткой, приемник излучения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724070
Дата охранного документа: 19.06.2020
24.06.2020
№220.018.2a3c

Способ обработки поверхности нержавеющей стали после термической обработки

Изобретение относится к абразивно-струйной обработке поверхностей деталей и может быть использовано при очистке деталей из нержавеющей стали от окалины после термической обработки. Операцию очистки поверхностей осуществляют струйно-абразивной обработкой путем воздействия под давлением на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724211
Дата охранного документа: 22.06.2020
11.07.2020
№220.018.3179

Аккумуляторный блок

Изобретение относится к области электротехники, а именно к литий-ионным аккумуляторам и батареям на их основе, используемым для электропитания средств связи. Аккумуляторный блок содержит кожух с размещенными в нем литий-ионной аккумуляторной батареей с подключенными к ней электрическими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726164
Дата охранного документа: 09.07.2020
21.05.2023
№223.018.6a7d

Способ хирургической коррекции дефектов рубца на матке после кесарева сечения

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии. Иссечение истонченного рубца в нижней части производят под углом 60 градусов к продольной оси матки от цервикального канала, в верхней части - под углом 120 градусов к продольной оси матки от цервикального канала. После чего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795080
Дата охранного документа: 28.04.2023
21.05.2023
№223.018.6a7e

Способ хирургической коррекции дефектов рубца на матке после кесарева сечения

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии. Иссечение истонченного рубца в нижней части производят под углом 60 градусов к продольной оси матки от цервикального канала, в верхней части - под углом 120 градусов к продольной оси матки от цервикального канала. После чего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795080
Дата охранного документа: 28.04.2023
16.06.2023
№223.018.7c2e

Способ изготовления коллектора тока для электрохимических конденсаторов

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрохимическим конденсаторам, и может быть использовано в качестве коллектора тока поляризуемого электрода в электродном узле электрохимического конденсатора со щелочным электролитом. Способ изготовления коллектора тока включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002744480
Дата охранного документа: 10.03.2021
16.06.2023
№223.018.7c32

Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрохимическим конденсаторам или конденсаторам с двойным электрическим слоем с щелочным электролитом, и может быть использовано для разработки и изготовления электрохимических конденсаторов для транспортных средств. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002744516
Дата охранного документа: 11.03.2021
17.06.2023
№223.018.7f8a

Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока

Изобретение относится к малогазовым средствам обогрева тепловой батареи, а именно к пиротехническим нагревателям, используемым для разогрева тепловых химических источников тока. Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока в виде таблетки содержит, мас.%: железо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767493
Дата охранного документа: 17.03.2022
+ добавить свой РИД