Патент на изобретение №2399994
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к электролитам для высокотемпературных химических источников тока. Согласно изобретению электролит для химического источника тока включает бромид, метаванадат, молибдат и соли лития, при этом в качестве солей лития введены его сульфат и фторид при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Техническим результатом изобретения является уменьшение удельной энтальпии и температуры плавления. 1 табл.
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, включающей фториды, бромиды, метаванадаты, молибдаты и сульфаты щелочных элементов, которые применяются в качестве расплавляемых электролитов для высокотемпературных химических источников тока. Известен химический источник тока, содержащий фториды, бромиды, метаванадаты и молибдаты лития с температурой плавления смеси 394°С и удельной энтальпией плавления 183 Дж/г (Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Электролит для химического источника тока. Патент на изобретение Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-LiCl-LiVO3-Li2MoO4-Li2SO4 (Губанова Т.В. Фазовые равновесия в шестикомпонентной системе Li||F, Cl, VO3, SO4, CrO4, MoO4 и элементах ее огранения. Дис. канд. хим. наук. Самара, Самарский государственный технический университет, 2003. – 125 с.). Удельная энтальпия плавления составила 284 Дж/г при температуре плавления эвтектического состава 363°С. Настоящее изобретение позволяет снизить температуру плавления. Новизна заявляемого состава по сравнению с известными заключается в том, что электролит, содержащий бромид, метаванадат, молибдат и соли лития, отличается тем, что для достижения уменьшения удельной энтальпии и температуры плавления в качестве соединений лития взяты фторид и сульфат в следующем соотношении компонентов, мас.%:
Примеры конкретного исполнения Энтальпия плавления составов измерялась методом количественного ДТА. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (K2Cr2O7, плавится при температуре 397,5°С, 125 Дж/г). Площади пиков дифференциальных кривых на диаграммах ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе. Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле:
где Пример 1 Переплавляют безводные соли 3,06 г (30,6 мас.%) бромида лития + 3,15 г (31,5 мас.%) метаванадат лития + 2,93 г (29,3 мас.%) молибдат лития + 0,77 г (7,7 мас.%) сульфата лития + 0,09 г (0,9 мас.%) фторид лития. Температура плавления смеси 378°С, удельная энтальпия плавления 160 Дж/г. Пример 2 Переплавляют безводные соли 3,07 г (30,7 мас.%) бромида лития + 3,00 г (30,0 мас.%) метаванадат лития + 3,07 г (30,7 мас.%) молибдат лития + 0,77 г (7,7 мас.%) сульфата лития + 0,10 г (1,0 мас.%) фторид лития. Температура плавления смеси 374°С, удельная энтальпия плавления 164 Дж/г. Пример 3 Переплавляют безводные соли 3,01 г (30,1 мас.%) бромида лития + 2,94 г (29,4 мас.%) метаванадат лития + 3,21 г (32,1 мас.%) молибдат лития + 0,75 г (7,5 мас.%) сульфата лития + 0,09 г (0,9 мас.%) фторид лития. Температура плавления смеси 376°С, удельная энтальпия плавления 163 Дж/г. За указанными пределами концентраций наблюдается неоднофазность составов вследствие чего тепловыделение становится неравномерным. В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.
Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав имеет температуру на 37-41°С ниже по сравнению с прототипом, что значительно снижает энергозатраты на плавление состава и приводит его в рабочее состояние, а также расширяет диапазон использования состава по температуре.
Формула изобретения
Электролит для химического источника тока, включающий бромид, метаванадат, молибдат и соли лития, отличающийся тем, что в качестве солей лития введены его сульфат и фторид при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
30,7
2340982 от 10.12.2008 года). Недостатком данного состава являются относительно высокая удельная энтальпия и температура плавления.
,
tHэт – удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, кДж/кг; SE, Sэт – площади пиков дифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; TE, Tэт – температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, К.