RU2530893C2

RU2530893C2 - Электролит для химического источника тока (его варианты)

Info

Publication number: RU2530893C2
Application number: RU2012141413/04A
Authority: RU
Inventors: Екатерина Вячеславовна Золотухина; Татьяна Валерьевна Губанова; Иван Кириллович Гаркушин
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-10-20
Also published as: RU2012141413A

Abstract

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемого электролита для химических источников тока, включающего метаванадат лития и соли лития, калия, при этом в качестве солей лития электролит содержит фторид и бромид, а в качестве соли калия его бромид при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид лития 2,18…2,52, бромид лития 50,86…52,83, метаванадат лития 3,60…4,81, бромид калия 41,38…43,35. Также изобретение относится к расплавляемому электролиту для химического источника тока, включающего метаванадат лития и соли лития, калия, при этом в качестве солей калия электролит содержит хлорид, бромид и метаванадат при следующем соотношении компонентов, мас.%: метаванадат лития 42,59…44,40, хлорид калия 2,15…2,79, бромид калия 2,42…2,99, метаванадат калия 50,30…52,73. Технический результат заключается в снижении температуры плавления солевых составов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.

Description

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и калия.

Известен электролит для химических источников тока, включающий хлорид калия и метаванадат лития. Он характеризуется сравнительно высокой температурой плавления 426°C (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).

Известен электролит, включающий метаванадаты лития и калия, и фторид лития, с температурой плавления 405°C. Недостатком является высокая температура плавления (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).

Известен электролит для химических источников тока, включающий бромид и метаванадат лития и бромид калия с температурой плавления 330°C (Золотухина Е.В., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Трехкомпонентная взаимная система Li,K||Br, VO₃._. // Международная конференция по химической технологии XT'12. Т. 1.: тез. докл. - М., 2012. - С.82-83). Этот электролит взят за прототип.

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.

Новизна заявляемых составов по сравнению с известными заключается в том, что предложенные электролиты содержат фторид и бромид лития и метаванадат калия.

Техническим результатом является снижение температуры плавления и удельной энтальпии плавления солевых составов.

Технический результат для 1 варианта достигается сплавлением метаванадата лития и солей лития, калия при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Фторид лития	2,18…2,52
Бромид лития	50,86…52,83
Метаванадат лития	3,60…4,81
Бромид калия	41,38…43,35

Технический результат для 2 варианта достигается сплавлением метаванадата лития и солей калия при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Метаванадат лития	42,59…44,40
Хлорид калия	2,15…2,79
Бромид калия	2,42…2,99
Метаванадат калия	50,30…52,73

Предложенные электролиты готовятся следующим образом. Исходные предварительно обезвоженные соли взвешивают, помещают в платиновом микротигле в печь нагрева шахтного типа и переплавляют.

Для 1 варианта электролита соотношения ингредиентов и температуры плавления составов заявляемых пределов следующие:

Пример 1

0,0080 г (2,52 мас.%) фторида лития+0,1637 г (51,67 мас.%) бромида лития+0,0110 г (3,67 мас.%) метаванадата лития+0,1337 г (42,14 мас.%) бромида калия.

Температура плавления равна 322°C.

Пример 2

0,0065 г (2,19 мас.%) фторида лития+0,1570 г (52,83 мас.%) бромида лития+0,1229 г (3,60 мас.%) метаванадата лития+0,0107 г (41,38 мас.%) бромида калия.

Температура плавления равна 324°C.

Пример 3

0,0061 г (2,18 мас.%) фторида лития+0,1432 г (50,86 мас.%) бромида лития+0,0102 г (3,61 мас.%») метаванадата лития+0,1221 г (43,35 мас.%) бромида калия.

Температура плавления составляет 323°C.

Пример 4

0,0063 г (2,2 мас.%о) фторида лития+0,1467 г (51,22 мас.%) бромида лития+0,0138 г (4,81 мас.%)) метаванадата лития+0,1196 г (41,77 мас.%) бромида калия. Температура плавления составляет 321°C.

Пример 5

0,0055 г (2,23 мас.%) фторида лития+0,1281 г (51,82 мас.%) бромида лития+0,0091 г (3,68 мас.%) метаванадата лития+0,1045 г (42,27 мас.%) бромида калия.

Температура плавления составляет 320°C.

Соотношения ингредиентов и температуры плавления составов для заявляемых пределов 2 варианта электролита следующие:

Пример 1

0,1332 г (44,40 мас.%) метаванадат лития+0,0064 г (2,15 мас.%) хлорид калия+0,0084 г (2,81 мас.%) бромид калия+0,1519 г (50,64 мас.%) метаванадат калия.

Температура плавления равна 318°C.

Пример 2

0,1299 г (43,29 мас.%) метаванадат лития+0,0076 г (2,63 мас.%) хлорид калия+0,0079 г (2,53 мас.%) бромид калия+0,1546 г (51,55 мас.%) метаванадат калия.

Температура плавления равна 320°C.

Пример 3

0,1297 г (43,24 мас.%) метаванадат лития+0,0069 г (2,29 мас.%) хлорид калия+0,0090 г (2,99 мас.%) бромид калия+0,1544 г (51,48 мас.%) метаванадат калия.

Температура плавления составляет 321°C.

Пример 4

0,1278 г (42,59 мас.%) метаванадат лития+0,0068 г (2,26 мас.%) хлорид калия+0,0073 г (2,42 мас.%) бромид калия+0,1582 г (52,73 мас.%) метаванадат калия.

Температура плавления составляет 319°C.

Пример 5

0,1323 г (44,12 мас.%) метаванадат лития+0,0084 г (2,79 мас.%) хлорид калия+0,0084 г (2,79 мас.%) бромид калия+0,1510 г (50,30 мас.%) метаванадат калия.

Температура плавления составляет 313°C.

За заявленными пределами составы не являются однофазным и имеют более высокую температуру плавления.

В таблице приведены сравнительные характеристики заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Составы	Состав смеси, мас.%				Температура плавления, °C
Составы	1*	2	3	4	Температура плавления, °C
Прототип, LiBr-LiVO₃-KBr	50,40	3,34	46,26	-	330
Предлагаемый, LiF-LiBr-LiVO₃-KBr
1	2,52	51,67	3,67	42,14	322
2	2,19	52,83	3,60	41,38	324
3	2,18	50,86	3,61	43,35	323
4	2,2	51,22	4,81	41,77	321
5	2,23	51,82	3,68	42,27	320

Предлагаемый, LiVO₃-KCl-KBr-KVO₃
1	44,40	2,15	2,81	50,64	318
2	43,29	2,63	2,53	51,55	320
3	43,24	2,29	2,99	51,48	321
4	42,59	2,26	2,42	52,73	319
5	44,12	2,79	2,79	50,30	313

* указан порядковый номер соли в системе.

Заявляемые электролиты имеют существенное преимущество по сравнению с известными - на 10-17°C снижена температура плавления, что расширяет диапазон использования составов по температуре.

Claims

1. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий метаванадат лития и соли лития, калия, отличающийся тем, что в качестве солей лития содержит фторид и бромид, а в качестве соли калия - его бромид при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Фторид лития 2,18…2,52 Бромид лития 50,86…52,83 Метаванадат лития 3,60…4,81 Бромид калия 41,38…43,35

2. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий метаванадат лития и соли лития, калия, отличающийся тем, что в качестве солей калия содержит его хлорид, бромид и метаванадат при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Метаванадат лития 42,59…44,40 Хлорид калия 2,15…2,79 Бромид калия 2,42…2,99 Метаванадат калия 50,30…52,73