Патент на изобретение №2190903
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГЕЛЬПОЛИМЕРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЛИТИЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА
(57) Реферат: Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока. Техническим результатом изобретения является повышение удельной электрической проводимости гельполимерного электролита, обеспечение его электрохимической стабильности и химической инертности. Согласно изобретению гельполимерный электролит содержит полимерную матрицу, органический растворитель и неорганическую ионогенную соль лития. В качестве полимерной матрицы используют полисульфон средней молекулярной массы (0,2-1,0)  105, а в качестве органического растворителя – смесь пропиленкарбоната с тетрагидрофураном, взятых в соотношении (об.%) 1:1-1:4, при следующем массовом соотношении компонентов, мас.ч: полисульфон 100, неорганическая ионогенная соль лития 5-27, органический растворитель 80-140. 1 табл.
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока. Известен гельполимерный электролит [1], используемый в литиевых источниках тока, состоящий из смеси полифениленоксида с растворителем и перхлоратом натрия, взятых в следующем массовом соотношении: Полифениленоксид – 100 Перхлорат натрия – 100-120 Растворитель – 50-100 Для этих композиций удельная электрическая проводимость лежит в интервале 10-3-5 10-3 Cм/см при 20oС. Недостатком их является наличие в растворителе диэтилового эфира диэтиленгликоля, который пассивирует литиевые электроды в процессе работы, в результате чего работоспособность источника тока резко снижается.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является гельполимерный электролит [2 ], который содержит полимерную матрицу на основе полиакрилонитрила, неорганическую ионогенную соль лития и органический растворитель, в качестве которого используют смесь этиленкарбоната с пропиленкарбонатом при следующем соотношении компонентов:полиакрилонитрил 17-21%, соль лития 8-17%, пропиленкарбонат 17-33%, полиакрилонитрил 17-38%. Для него удельная электрическая проводимость достигает 10-3 Cм/см, что уступает соответствующим значениям для жидких электролитов, используемых в настоящее время в литиевых источниках тока. Кроме этого, он отличается агрессивностью по отношению к литию. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении удельной электрической проводимости гельполимерного электролита, обеспечении его электрохимической стабильности и химической инертности. Поставленная техническая задача решается тем, что в известном гельполимерном электролите, содержащем полимерную матрицу, органический растворитель и неорганическую ионогенную соль лития, согласно изобретению в качестве полимерной матрицы используют полисульфон средней молекулярной массы (0.2-1.0) 105, а в качестве органического растворителя смесь пропиленкарбоната с тетрагидрофураном, взятых в соотношении (об. %) 1: 1 – 1:4, при следующем массовом соотношении компонентов, мас.ч:Полисульфон – 100 Неорганическая ионогенная соль лития – 5-27 Органический растворитель – 80-140 При таких значениях средней молекулярной массы полимер обладает хорошими пленкообразующими свойствами, что позволяет получить гельполимерный электролит с хорошими механическими свойствами. Обоснование выбранных интервалов компонентов: – уменьшение количества соли менее нижнего предела приводит к неравномерности распределения ее по полимеру и соответственно к ухудшению проводящих свойств; увеличение количества соли лития более верхнего предела приводит к ухудшению электропроводности за счет выпадения кристаллов соли в осадок; – уменьшение количества растворителя приводит к получению жесткого геля, что снижает его электропроводность, а увеличение количества растворителя приводит к ухудшению механических свойств гельполимерного электролита. Гельполимерный электролит готовится следующим образом: порошок полисульфона растворяют в диметилацетониде, тщательно перемешивают, выливают в изложницу с тефлоновым покрытием и выдерживают в сушильном шкафу при t=100  5oС до получения пленки толщиной 10-50 мкм. Затем пленка полимера пропитывается раствором соли лития в смеси пропиленкарбоната и тетрагидрофурана в закрытом бюксе, заполненном аргоном, в течение 18-20 часов.
В таблице приведены примеры конкретных составов и свойств заявленных гельполимерных электролитов.
Гельполимерный электролит прошел успешные испытания в аккумуляторе на основе системы литий-литийванадиевая бронза (типоразмер VR-2025) и первичном элементе системы Li-MnO2 (типоразмер CR-2025). На протяжении 150 циклов заряда-разряда аккумулятора и 140 часах разряда первичного элемента током 1.2 мА сохранялись стабильные электрохимические параметры как гельполимерного электролита, так и источников тока в целом.
Преимущества предлагаемого гельполимерного электролита заключаются в его высокой удельной электрической проводимости, электрохимической стабильности и химической инертности, чем он выгодно отличается от известных.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ1. Патент РФ 2069423, опубл. БИ 32, 1996 г. Формула изобретения
105, а в качестве органического растворителя – смесь пропиленкарбоната с тетрагидрофураном, взятых в соотношении (об. %) 1: 1 – 1: 4 при следующем массовом соотношении компонентов, мас. ч. :Полисульфон – 100 Неорганическая ионогенная соль лития – 5-27 Органический растворитель – 80-140 РИСУНКИ
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 06.07.2006 № РД0010078
Извещение опубликовано: 20.08.2006 БИ: 23/2006
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.07.2007
Извещение опубликовано: 7.02.2009 БИ: 06/2009
|
||||||||||||||||||||||||||
