RU99125215A

RU99125215A - IRON BATTERY

Info

Publication number: RU99125215A
Application number: RU99125215/09A
Authority: RU
Inventors: Стюарт Лихт
Original assignee: Кемерджи Лтд
Priority date: 1997-05-05
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 2004-05-20

Claims

1. Аккумуляторная батарея, состоящая из двух электродов, находящихся в электрохимическом контакте друг с другом посредством электрически нейтрального ионного проводника, при этом один из упомянутых электродов представляет собой анод, а другой электрод - катод в виде находящейся в твердой фазе соли Fe(VI) в количестве, составляющем по меньшей мере 1% от массы электрода, в результате чего за счет электрохимического восстановления соли железа до валентного состояния, меньшего, чем у Fe(VI), осуществляется накопление электрической энергии.1. A storage battery consisting of two electrodes in electrochemical contact with each other by means of an electrically neutral ionic conductor, wherein one of the said electrodes is an anode and the other electrode is a cathode in the form of a Fe (VI) salt in the solid phase in the amount of at least 1% of the mass of the electrode, resulting in the accumulation of electrical energy due to the electrochemical reduction of the iron salt to a valence state less than that of Fe (VI).

2. Батарея по п.1, в которой упомянутая соль Fe(VI) содержит катион, выбранный из группы, включающей катионы щелочных металлов, катионы аммония, катионы щелочноземельных металлов, катионы металлов переходного ряда и катионы элементов III, IV и V групп периодической таблицы.2. The battery according to claim 1, wherein said Fe (VI) salt contains a cation selected from the group consisting of alkali metal cations, ammonium cations, alkaline earth metal cations, transition metal cations and cations of elements of groups III, IV and V of the periodic table .

3. Батарея по п.1 или 2, в которой анод содержит способный окисляться металл.3. The battery according to claim 1 or 2, in which the anode contains an oxidizable metal.

4. Батарея по п.3, в которой упомянутый металл выбирают из группы, включающей цинк, литий, магний, кальций, алюминий, кадмий, свинец, железо, медь, кобальт, никель, хром, титан, галлий, индий, марганец, серебро, кадмий, барий, вольфрам, молибден, натрий, калий, рубидий и цезий.4. The battery according to claim 3, in which said metal is selected from the group comprising zinc, lithium, magnesium, calcium, aluminum, cadmium, lead, iron, copper, cobalt, nickel, chromium, titanium, gallium, indium, manganese, silver , cadmium, barium, tungsten, molybdenum, sodium, potassium, rubidium and cesium.

5. Батарея по п.1 или 2, в которой помянутый анод содержит способный окисляться водород.5. The battery according to claim 1 or 2, in which the aforementioned anode contains capable of oxidizing hydrogen.

6. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый анод содержит способную окисляться неорганическую соль.6. The battery according to claim 1 or 2, in which said anode contains an oxidized inorganic salt.

7. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый анод содержит способное окисляться органическое соединение, выбранное из группы, включающей ароматические и неароматические соединения.7. The battery according to claim 1 or 2, wherein said anode comprises an oxidizable organic compound selected from the group consisting of aromatic and non-aromatic compounds.

8. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый электрически нейтральный ионный проводник представляет собой водный раствор.8. The battery according to claim 1 or 2, wherein said electrically neutral ionic conductor is an aqueous solution.

9. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый электрически нейтральный ионный проводник представляет собой неводный раствор.9. The battery according to claim 1 or 2, in which the aforementioned electrically neutral ionic conductor is a non-aqueous solution.

10. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый электрически нейтральный ионный проводник представляет собой проводящий полимер.10. The battery according to claim 1 or 2, wherein said electrically neutral ionic conductor is a conductive polymer.

11. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый электрически нейтральный ионный проводник представляет собой соляной расплав.11. The battery according to claim 1 or 2, in which the aforementioned electrically neutral ionic conductor is a salt melt.

12. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый электрически нейтральный ионный проводник представляет собой водный твердофазный ионный проводник.12. The battery according to claim 1 or 2, in which the aforementioned electrically neutral ionic conductor is an aqueous solid-phase ionic conductor.

13. Батарея по п.8, в которой упомянутый раствор содержит ионы гидроокиси.13. The battery of claim 8, wherein said solution contains hydroxide ions.

14. Батарея по п.8, в которой упомянутый раствор содержит растворенную соль Fe(VI).14. The battery of claim 8, wherein said solution contains a dissolved salt of Fe (VI).

15. Батарея по п.1 или 2, дополнительно отличающаяся тем, что упомянутая соль Fe(VI) находится в контакте с проводящим материалом.15. The battery according to claim 1 or 2, further characterized in that said Fe (VI) salt is in contact with a conductive material.

16. Батарея по п.15, в которой упомянутый проводящий материал выбирают из группы, включающей графит, углеродную сажу или металл.16. The battery of claim 15, wherein said conductive material is selected from the group consisting of graphite, carbon black or metal.

17. Батарея по п.15, в которой упомянутый проводящий материал представляет собой смешанный прессованный порошок.17. The battery according to clause 15, in which said conductive material is a mixed pressed powder.

18. Батарея по п.15, в которой упомянутый проводящий материал имеет плоскую поверхность или представляет собой проволоку.18. The battery of claim 15, wherein said conductive material has a flat surface or is a wire.

19. Батарея по п.15, в которой упомянутый проводящий материал имеет пористую подложку или решетку.19. The battery of claim 15, wherein said conductive material has a porous substrate or lattice.

20. Батарея по п.1 или 2, дополнительно включающая средство для предотвращения переноса химически активных веществ между упомянутыми двумя электродами.20. The battery according to claim 1 or 2, further comprising means for preventing the transfer of chemically active substances between the two electrodes.

21. Батарея по п.20, в которой упомянутое средство представляет собой непроводящий разделитель, снабженный открытыми каналами, решетками или порами.21. The battery according to claim 20, in which said means is a non-conductive separator provided with open channels, gratings or pores.

22. Батарея по п.1 или 2, в которой упомянутый электрически нейтральный ионный проводник содержит дополнительно растворенное твердое вещество или растворенную жидкость с целью повышения стабильности Fe(VI) и эффективности разрядки элемента.22. The battery according to claim 1 or 2, in which the aforementioned electrically neutral ionic conductor contains additionally dissolved solid or dissolved liquid in order to increase the stability of Fe (VI) and the discharge efficiency of the cell.

23. Батарея по п.22, в которой упомянутое дополнительно растворенное твердое вещество выбирают из группы, включающей КОН и CsOH.23. The battery of claim 22, wherein said further dissolved solid is selected from the group consisting of KOH and CsOH.

24. Батарея по п.22, в которой упомянутое дополнительно растворенное твердое вещество выбирают из группы, включающей LiOH и NaOH.24. The battery of claim 22, wherein said further dissolved solid is selected from the group consisting of LiOH and NaOH.

25. Батарея по п.22, в которой упомянутое дополнительно растворенное твердое вещество представляет собой водный раствор.25. The battery of claim 22, wherein said further dissolved solid is an aqueous solution.

26. Батарея по п.20, в которой упомянутое средство для предотвращения химически активного ионного переноса представляет собой мембрану, служащую для разделения упомянутых электродов.26. The battery according to claim 20, in which said means for preventing chemically active ion transfer is a membrane that serves to separate said electrodes.

27. Батарея по п.22, в которой упомянутая дополнительно растворенная жидкость представляет собой неводный раствор.27. The battery of claim 22, wherein said further dissolved liquid is a non-aqueous solution.

28. Батарея по п.1 или 2, в упомянутый элемент может быть повторно заряжен за счет подачи разности потенциалов, превышающей разность потенциалов разомкнутой цепи разряженного элемента.28. The battery according to claim 1 or 2, in the aforementioned cell can be recharged by supplying a potential difference greater than the potential difference of the open circuit of the discharged element.

29. Батарея по п.8, в которой молярная концентрация ионов гидроокиси в упомянутом растворе составляет в пределах до 5 моль.29. The battery of claim 8, in which the molar concentration of hydroxide ions in said solution is up to 5 mol.

30. Батарея по п.8, в которой молярная концентрация ионов гидроокиси в упомянутом растворе составляет в пределах от 5 до 10 моль.30. The battery of claim 8, in which the molar concentration of hydroxide ions in said solution is in the range from 5 to 10 mol.

31. Батарея по п.8, в которой молярная концентрация ионов гидроокиси в упомянутом растворе составляет от 10 моль до уровня насыщения раствора ионами гидроокиси.31. The battery of claim 8, in which the molar concentration of hydroxide ions in said solution is from 10 mol to the level of saturation of the solution with hydroxide ions.

32. Батарея по п.13, в которой молярная концентрация упомянутой соли Fe(VI) составляет по меньшей мере 0,0001 моль.32. The battery of claim 13, wherein the molar concentration of said Fe (VI) salt is at least 0.0001 mol.

33. Батарея по п.8, в которой молярная концентрация упомянутой соли Fe(VI) составляет свыше 0,0001 моль.33. The battery of claim 8, in which the molar concentration of said Fe (VI) salt is in excess of 0.0001 mol.

34. Батарея по п.8, в которой молярная концентрация упомянутой соли Fe(VI) составляет свыше 0,01 моль.34. The battery of claim 8, wherein the molar concentration of said Fe (VI) salt is over 0.01 mol.

35. Батарея по п.8, в которой молярная концентрация упомянутой соли Fe(VI) составляет 1 моль или более.35. The battery of claim 8, in which the molar concentration of said Fe (VI) salt is 1 mol or more.

36. Батарея по п.1 или 2, включающая средство газоотделения, служащее для предотвращения накопления кислорода, водорода и других газов.36. The battery according to claim 1 or 2, including a gas separation means, which serves to prevent the accumulation of oxygen, hydrogen and other gases.

37. Батарея, состоящая из двух электродов, находящихся в электрохимическом контакте друг с другом посредством электрически нейтрального ионного проводника, при этом один из упомянутых электродов представляет собой анод, а другой электрод содержит по меньшей мере 1 мас.% соли Fe(V), при этом процесс разрядки батареи основан на восстановлении соли Fe(V).37. A battery consisting of two electrodes in electrochemical contact with each other through an electrically neutral ionic conductor, one of the electrodes being an anode and the other electrode containing at least 1 wt.% Fe (V) salt, In this, the battery discharge process is based on the reduction of the Fe (V) salt.

38. Батарея, состоящая из двух электродов, находящихся в электрохимическом контакте друг с другом посредством электрически нейтрального ионного проводника, при этом один из упомянутых электродов представляет собой анод, а другой электрод содержит по меньшей мере 1 мас.% соли Fe(IV), при этом процесс разрядки батареи основан на восстановлении соли Fe(IV).38. A battery consisting of two electrodes in electrochemical contact with each other by means of an electrically neutral ionic conductor, one of these electrodes being an anode and the other electrode containing at least 1 wt.% Fe (IV) salt, In this, the battery discharge process is based on the reduction of Fe (IV) salt.