RU2506668C1

RU2506668C1 - Melted electrolyte for chemical current source

Info

Publication number: RU2506668C1
Application number: RU2012123169/07A
Authority: RU
Inventors: Екатерина Вячеславовна Золотухина; Татьяна Валерьевна Губанова; Иван Кириллович Гаркушин
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2014-02-10
Also published as: RU2012123169A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention refers to electrical engineering, in particular, to development of melted electrolytes based on lithium and potassium salts for chemical current sources. Melted electrolyte for chemical current source that includes lithium metavanadate and potassium salts is distinguished by the fact that among potassium salts it contains bromide and metavanadate with the following ratio of components, by wt %: lithium metavanadate 33.26-35.20, potassium bromide 4.79-7.72, potassium metavanadate 57.08-61.11.

EFFECT: reduction of temperature and specific enthalpy for melting of the above electrolyte allows increasing scope of its use within the range of temperatures 329-347° C, thus reducing power expenditures for preparing electrolyte to operating condition.

1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия.The invention relates to the field of the electrical industry, in particular to the development of molten electrolytes for chemical current sources based on lithium and potassium salts.

Известен электролит для химических источников тока, включающий бромид и метаванадат лития. Он характеризуется сравнительно высокой температурой плавления 473°C и удельной энтальпией плавления 172 кДж/кг (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Фролов Е.И. Фазовые равновесия в системах с участием солей лития. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - 121 с.).Known electrolyte for chemical current sources, including bromide and lithium metavanadate. It is characterized by a relatively high melting point of 473 ° C and a specific melting enthalpy of 172 kJ / kg (Garkushin I.K., Gubanova T.V., Frolov E.I. Phase equilibria in systems involving lithium salts. - Yekaterinburg: Ural Branch of RAS, 2010 .-- 121 p.).

Известен электролит, включающий метаванадаты лития и калия и хлорид калия. Он имеет температуру плавления 410°C и удельную энтальпию плавления 188 кДж/кг (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Петров А.С., Анипченко Б.В. Фазовые равновесия в системах с участием метаванадатов некоторых щелочных металлов. - М.: Машиностроение-1, 2005. - 118 с.).Known electrolyte, including lithium and potassium metavanadates and potassium chloride. It has a melting point of 410 ° C and a specific melting enthalpy of 188 kJ / kg (Garkushin I.K., Gubanova T.V., Petrov A.S., Anipchenko B.V. Phase equilibria in systems involving metavanadates of certain alkali metals. - M.: Mechanical Engineering-1, 2005. - 118 p.).

Известен электролит для химических источников тока, включающий метаванадат лития и хлориды лития и калия с температурой плавления 347°C и удельной энтальпией плавления 180 кДж/кг (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Петров А.С., Анипченко Б.В. Фазовые равновесия в системах с участием метаванадатов некоторых щелочных металлов. - М.: Машиностроение-1, 2005. - 118 с.).Known electrolyte for chemical current sources, including lithium metavanadate and lithium and potassium chlorides with a melting point of 347 ° C and a specific melting enthalpy of 180 kJ / kg (Garkushin I.K., Gubanova T.V., Petrov A.S., Anipchenko B .V. Phase equilibria in systems with the participation of metavanadates of certain alkali metals. - M.: Mashinostroenie-1, 2005. - 118 p.).

Однако, этот электролит имеет высокие значения температуры и удельной энтальпии плавления, что снижает диапазон использования его по температуре и дополнительно увеличивает энергозатраты на приведение в рабочее состояние.However, this electrolyte has high values of temperature and specific enthalpy of melting, which reduces the range of its use in temperature and further increases the energy consumption for putting it into working condition.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными, заключается в том, что электролит содержит метаванадаты лития и калия и бромид калия.The novelty of the claimed composition compared to the known ones is that the electrolyte contains lithium and potassium metavanadates and potassium bromide.

Техническим результатом, является снижение температуры плавления и удельной энтальпии плавления солевого состава. Технический результат достигается сплавленном ингредиентов в определенных соотношениях, которые получены изучением трехкомпонентной смеси солей из бромида калия, метаванадатов лития и калия.The technical result is to reduce the melting temperature and specific enthalpy of melting of the salt composition. The technical result is achieved by fused ingredients in certain proportions, which are obtained by studying a three-component mixture of salts of potassium bromide, lithium metavanadates and potassium.

Предложенный электролит готовится следующим образом. Исходные предварительно обезвоженные соли взвешивают, помещают в платиновом микротигле в печь нагрева шахтного типа и переплавляют. Соотношения ингредиентов и температуры плавления составов для заявляемых пределов следующие:The proposed electrolyte is prepared as follows. The initial pre-dehydrated salts are weighed, placed in a platinum microtigger in a shaft-type heating furnace and melted. The ratio of ingredients and melting temperature of the compositions for the claimed limits are as follows:

Пример 1.Example 1

0,0998 г (33,26 мас.%) метаванадата лития +0,0201 г (6,71 мас.%) бромида калия +0,1801 г (60,03 мас.%) метаванадата калия.0.0998 g (33.26 wt.%) Lithium metavanadate +0.0201 g (6.71 wt.%) Potassium bromide +0.1801 g (60.03 wt.%) Potassium metavanadate.

Температура плавления равна 33°C.The melting point is 33 ° C.

Удельная энтальпия плавления составляет 157 кДж/кгThe specific enthalpy of melting is 157 kJ / kg

Пример 2.Example 2

0,1023 г (34,10 мас.%) метаванадата лития +0,0144 г (4,79 мас.%) бромида калия +0,1833 г (61,11 мас.%) метаванадата калия.0.1023 g (34.10 wt.%) Lithium metavanadate + 0.0144 g (4.79 wt.%) Potassium bromide +0.1833 g (61.11 wt.%) Potassium metavanadate.

Температура плавления равна 333°C.The melting point is 333 ° C.

Удельная энтальпия плавления составляет 158 кДж/кгThe specific melting enthalpy is 158 kJ / kg

Пример 3.Example 3

0,1024 г (34,15 мас.%) метаванадата лития +0,0173 г (5,76 мас.%) бромида калия +0,1803 г (60,09 мас.%) метаванадата калия.0.1024 g (34.15 wt.%) Lithium metavanadate + 0.0173 g (5.76 wt.%) Potassium bromide + 0.1803 g (60.09 wt.%) Potassium metavanadate.

Температура плавления составляет 331°C.The melting point is 331 ° C.

Удельная энтальпия плавления составляет 156 кДж/кгThe specific enthalpy of melting is 156 kJ / kg

Пример 4.Example 4

0,0956 г (35,20 мас.%) метаванадата лития +0,02 10 г (7,72 мас.%) бромида калия +0,1550 г (57,08 мас.%) метаванадата калия.0.0956 g (35.20 wt.%) Lithium metavanadate + 0.02 10 g (7.72 wt.%) Potassium bromide +0.1550 g (57.08 wt.%) Potassium metavanadate.

Температура плавления составляет 332°C.The melting point is 332 ° C.

За заявленными пределами состав не является однофазным и имеет более высокую температуру плавления.Beyond the stated limits, the composition is not single-phase and has a higher melting point.

В таблице приведены сравнительные характеристики заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.The table shows the comparative characteristics of the claimed composition and composition selected as a prototype.

СоставыCompositions Состав смеси, мас.%The composition of the mixture, wt.% Удельная энтальпия плавления, кДж/кгSpecific enthalpy of melting, kJ / kg Температура плавления, °СMelting point, ° С 1*one* 22 33 Прототип, LiCl-LiVO₃-KClPrototype, LiCl-LiVO ₃ -KCl 39,7539.75 6,386.38 53,8753.87 180180 347347 Предлагаемый, LiVO₃-KBr-KVO₃ Offered, LiVO ₃ -KBr-KVO ₃ 1one 33,2633.26 6,716.71 60,0360.03 157157 331331 22 34,1034.10 4,794.79 61,1161.11 158158 333333 33 34,1534.15 5,765.76 60,0960.09 156156 331331 4four 35,2035,20 7,727.72 57,0857.08 157157 329329 * указан порядковый номер соли в системе.* indicates the serial number of salt in the system.

Заявляемый электролит имеет существенное преимущество по сравнению с известными - на 14-18°C снижена температура плавления и на 22-24 кДж/кг удельная энтальпия плавления, что снижает энергозатраты на приведение электролита в рабочее состояние и расширяет температурный диапазон использования электролита.The inventive electrolyte has a significant advantage over the known ones - the melting temperature is reduced by 14-18 ° C and the specific melting enthalpy is reduced by 22-24 kJ / kg, which reduces the energy consumption for bringing the electrolyte into working condition and extends the temperature range of using the electrolyte.

Claims

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий метаванадат лития и соли калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия взяты бромид и метаванадат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
метаванадат лития 33,26…35,20 бромид калия 4,79…7,72 метаванадат калия 57,08…61,11

A molten electrolyte for a chemical current source, including lithium metavanadate and potassium salts, characterized in that bromide and metavanadate are taken as potassium salts in the following ratio of components, wt.%:
lithium metavanadate 33.26 ... 35.20 potassium bromide 4.79 ... 7.72 potassium metavanadate 57.08 ... 61.11