RU2813719C1 - Электролит для химического источника тока - Google Patents
Электролит для химического источника тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813719C1 RU2813719C1 RU2023129583A RU2023129583A RU2813719C1 RU 2813719 C1 RU2813719 C1 RU 2813719C1 RU 2023129583 A RU2023129583 A RU 2023129583A RU 2023129583 A RU2023129583 A RU 2023129583A RU 2813719 C1 RU2813719 C1 RU 2813719C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium
- chloride
- potassium
- melting point
- bromide
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 7
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical class [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 16
- JQVALDCWTQRVQE-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)chromium Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Cr]([O-])(=O)=O JQVALDCWTQRVQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 23
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов, применяющихся в качестве расплавляемых электролитов для химических источников тока. Электролит содержит фторид лития, хлорид лития, хромат лития, хлорид калия, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления введены бромиды лития и калия при следующем отношении компонентов, мас.%: фторид лития 0,66…0,67, хлорид лития 23,87… 24,71, бромид лития 1,79…2,43, хромат лития 24,76…25,12, хлорид калия 36,45…37,56, бромид калия 10,15… 11,83. Техническим результатом является снижение температуры плавления и расширение диапазона использования электролита с низкой температурой плавления при общем снижении смеси солей лития. 1 табл., 5 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов, применяющихся в качестве расплавляемых электролитов для химических источников тока.
Уровень техники
Известны составы электролитов для химических источников тока. Первый включает хлорид лития (29,5 мас.%), хлорид калия (25,8 мас.%) и хромат лития (44,7 мас.%). Бухалова Г.А., Топшинова З.Н. Системы Li, K|| Cl, CrO4, Li,K||,Br,CrO4 // Журн. неорган. химии. 1973. Т. 18. № 5. С. 1375-1378. Температура плавления смеси 320 °С.
Второй включает бромид лития (35,5 мас.%) и бромид калия (59,7 мас.%), хромат лития (3 мас.%), фторид лития (2 мас.%) Демина М.А., Гаркушин И.К., Ненашева А.В. и др. Фазовые равновесия в стабильном тетраэдре LiF–LiBr–Li2CrO4–KBr четырехкомпонентной взаимной системы Li,K||F,Br,CrO4 // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 5. С. 670-676. DOI: 10.7868/S0044457X16050056. Температура плавления смеси 315 °С.
Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав, включающий хлорид лития (23,7 мас.%), хлорид калия (45,5 мас.%) и хромат лития (29,8 мас.%), фторид лития (1 мас.%) (Демина М. А., Егорова Е.М., Гаркушин И.К. и др. Фазовые равновесия в стабильном тетраэдре LiF–LiCl–Li2CrO4–KCl четырехкомпонентной взаимной системы Li, K||F, Cl, CrO4 // Журн. неорг. химии. 2022. Т. 67. №10. С. 1446–1452. DOI: 10.31857/S0044457X22100154.). Температура плавления смеси 305°С.
Однако, все приведенные смеси являются эвтектическими со строго фиксированными значениями температур плавления и концентраций компонентов.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом настоящего технического решения является снижение температуры плавления и расширение диапазона использования электролита с низкой температурой плавления при общем снижении смеси солей лития.
Технический результат достигается тем, что смесь, содержащая фторид лития, хлорид лития, хромат лития, хлорид калия дополнительно содержит бромиды лития и калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фторид лития 0,66…0,67
Хлорид лития 23,87… 24,71
Бромид лития 1,79…2,43
Хромат лития 24,76…25,12
Хлорид калия 36,45…37,56
Бромид калия 10,15… 11,83
Электролит получен изучением системы, включающей указанные компоненты методом дифференциального термического анализа.
Осуществления изобретения
Примеры конкретного исполнения.
Пример 1
В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiBr), «хч» (KBr), «хч» (LiCl), «хч» (KCl), «чда» (Li2СrO4) и «чда» (LiF) в следующем соотношении компонентов: 0,0054 г (1,79 мас.%) бромида лития + 0,0305 г (10,15 мас.%) бромида калия + 0,0754 г (25,12 мас.%) хромата лития + 0,0020 г (0,67 мас.%) фторида лития+0,0741 г (24,71 мас.%) хлорида лития + 0,1127 г (37,56 мас.%) хлорида калия.
Температура плавления смеси 300 °С.
Пример 2
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0049 г (1,65 мас.%) бромида лития + 0,0260 г (8,68 мас.%) бромида калия + 0,0570 г (18,99 мас.%) хромата лития + 0,0015 г (1,51 мас.%) фторида лития+0,0272 г (9,08 мас.%) хлорида лития + 0,1834 г (61,12 мас.%) хлорида калия.
Температура плавления смеси 298 °С.
Пример 3
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0073 г (2,43 мас.%) бромида лития + 0,0355 г (11,83 мас.%) бромида калия + 0,0743 г (24,76 мас.%) хромата лития + 0,0020 г (0,66 мас.%) фторида лития+0,0716 г (23,87 мас.%) хлорида лития + 0,1093 г (36,45 мас.%) хлорида калия.
Температура плавления смеси 300°С.
Пример 4
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0041 г (1,35 мас.%) бромида лития + 0,0278 г (9,27 мас.%) бромида калия + 0,0757 г (25,23 мас.%) хромата лития + 0,0020 г (0,68 мас.%) фторида лития+0,0224 г (7,45 мас.%) хлорида лития + 0,0749 г (38,49 мас.%) хлорида калия. Температура плавления смеси 303°С.
Пример 5
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0060 г (1,99 мас.%) бромида лития + 0,0315 г (10,49 мас.%) бромида калия + 0,0565 г (18,82 мас.%) хромата лития + 0,0015 г (0,50 мас.%) фторида лития+0,0264 г (8,80 мас.%) хлорида лития + 0,1782 г (59,40 мас.%) хлорида калия. Температура плавления смеси 310°С.
В таблице приведены сравнительные характеристики свойств заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.
| Составы | Состав смеси, мас.% | Температура плавления, °С | |||||
| LiF | LiCl | LiBr | KCl | KBr | Li2CrO4 | ||
| Прототип | 1,0 | 23,7 | 45,5 | 29,8 | 305 | ||
| Предлагаемый | |||||||
| 1 | 0,67 | 24,71 | 1,79 | 37,56 | 8,47 | 10,15 | 300 |
| 2 | 0,51 | 9,08 | 1,61 | 61,32 | 8,47 | 19,01 | 298 |
| 3 | 0,66 | 23,87 | 2,43 | 36,45 | 11,83 | 24,76 | 300 |
Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав обеспечивает работу химического источника тока в диапазоне температур выше 298-300°С с широким диапазоном концентраций исходных компонентов и на 2,42-24,29 мас.% меньше содержание солей лития.
Claims (2)
- Электролит для химического источника тока, включающий фторид лития, хлорид лития, хромат лития, хлорид калия, отличающийся тем, что для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления дополнительно введены бромиды лития и калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Фторид лития 0,66…0,67 Хлорид лития 23,87… 24,71 Бромид лития 1,79…2,43 Хромат лития 24,76…25,12 Хлорид калия 36,45…37,56 Бромид калия 10,15… 11,83
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813719C1 true RU2813719C1 (ru) | 2024-02-15 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326920C2 (ru) * | 2006-07-19 | 2008-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| RU2478115C1 (ru) * | 2011-10-17 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326920C2 (ru) * | 2006-07-19 | 2008-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| RU2478115C1 (ru) * | 2011-10-17 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Демина М. А., Егорова Е.М., Гаркушин И.К. и др. Фазовые равновесия в стабильном тетраэдре LiF-LiCl-Li2CrO4-KCl четырехкомпонентной взаимной системы Li, K||F, Cl, CrO4 // Журн. неорг. химии. 2022. Т. 67.N 5. С. 670-676. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111477954B (zh) | 一种高浓度再稀释电解液及其制备方法 | |
| Barthel et al. | A New Class of Electrochemically and Thermally Stable Lithium Salts for Lithium Battery Electrolytes: II. Conductivity of Lithium Organoborates in Dimethoxyethane and Propylene Carbonate | |
| RU2813719C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| Fujiwara et al. | New molten salt systems for high-temperature molten salt batteries: LiF–LiCl–LiBr-based quaternary systems | |
| Efaw et al. | Localized high-concentration electrolytes get more localized through micelle-like structures | |
| Henderson | Nonaqueous electrolytes: advances in lithium salts | |
| JP2016134283A (ja) | 非水電解液及びこれを備えた蓄電デバイス | |
| Broszkiewicz et al. | Comparison of LiTDI and LiPDI salts and influence of their perfluoroalkyl side-chain on association and electrochemical properties in triglyme | |
| RU2714512C1 (ru) | Расплавляемый электролит для химического источника тока | |
| RU2340982C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| Benfey et al. | 470. Mechanism of substitution at a saturated carbon atom. Part XXXIII. Kinetic effect of common-ion and of non-common-ion salts on the aqueous solvolysis of diphenylmethyl halides. A demonstration of the unimolecular mechanism of solvolysis | |
| CA3215116A1 (en) | Flame retardants for battery electrolytes | |
| Srivastava et al. | Ionic Conductivity in Binary Solvent Mixtures. 1. Propylene Carbonate (20 mass%)+ Ethylene Carbonate at 25. degree. C | |
| RU2799874C1 (ru) | Низкоплавкая теплоаккумулирующая солевая смесь | |
| Fujinaga et al. | Electrochemical studies of sulfonates in non-aqueous solvents: Part I. Polarographic reductions of alkali metal ions with sulfonate supporting electrolyte in N, N-dimethylformamide and acetonitrile | |
| CA3160656A1 (en) | Flame retardants for lithium batteries | |
| CN113594544A (zh) | 一种低温锂电池用电解液及其制备方法 | |
| RU2506669C1 (ru) | Электролит для химических источников тока | |
| SU532916A1 (ru) | Электролит дл химического источника тока с литиевым анодом | |
| RU2410799C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| RU2817998C2 (ru) | Теплоноситель из галогенидов щелочных металлов | |
| RU2791927C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| RU2399994C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| RU2822273C1 (ru) | Теплоаккумулирующий состав | |
| RU2489776C1 (ru) | Электролит для химического источника тока |