электролит для химического источника тока

Формула изобретения

Электролит для химического источника тока, включающий бромид, метаванадат, молибдат и соль лития, отличающийся тем, что в качестве соли лития введен его сульфат при следующих соотношения компонентов, мас.%:

Бромид лития	30,4-31,0
Метаванадат лития	29,6-31,4
Молибдат лития	29,7-32,3
Сульфат лития	7,7-7,8

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов, включающих бромиды, метаванадаты, молибдаты и сульфаты щелочных элементов, которые применяются в качестве расплавляемых электролитов для высокотемпературных химических источников тока.

Известен ряд химических источников тока, содержащих хлорид, метаванадаты, молибдаты и сульфаты лития с температурой плавления смеси 416°C и удельной энтальпий плавления 213 Дж/г (Лекомцева Т.В., Гаркушин И.К., Баталов Н.Н., Архипов Г.Г. Исследование четырехкомпонентной системы LiCl-Li₂SO₄-LiVO₃-Li ₂MoO₄ // VII Международная конференция «Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах»: Тез. докл. Саратов, 2002, с.107-108). Недостатком данного состава является относительно высокая удельная энтальпия и температура плавления.

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-LiBr-LiVO₃-Li₂MoO₄ (Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Электролит для химического источника тока, патент на изобретение № 2340982 от 10.12.2008 года).

Удельная энтальпия плавления составила 183 Дж/г при температуре плавления эвтектического состава 394°C.

Настоящее изобретение позволяет снизить температуру плавления и незначительно удельную энтальпию плавления.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными заключается в том, что электролит, содержащий бромид, метаванадат, молибдат и соли лития, отличается тем, что для достижения уменьшения удельной энтальпии и температуры плавления в качестве соединения лития взят сульфат в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бромид лития	30,4 31,0
Метаванадат лития	29,6 31,4
Молибдат лития	29,7 32,3
Сульфат лития	7,7 7,8

Примеры конкретного исполнения

Энтальпия плавления составов измерялась нами методом количественного ДТА. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (K₂Cr₂O₇ , плавится при температуре 397,5°C, 125 Дж/г). Площади пиков дифференциальных кривых на диаграммах ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе.

Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле:

где _тH_эт - удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, кДж/кг; S_E, S _эт - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; T_E, Т_эт - температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, K.

Пример 1.

Переплавляют безводные соли 3,09 г (30,9 мас.%) бромида лития + 3,14 г (31,4 мас.%) метаванадата лития + 2,97 г (29,7 мас.%) молибдата лития + 0,78 г (7,8 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 378°C, удельная энтальпия плавления 160 Дж/г.

Пример 2.

Переплавляют безводные соли 3,10 г (31,0 мас.%) бромида лития + 3,02 г (30,2 мас.%) метаванадата лития + 3,10 г (31,0 мас.%) молибдата лития + 0,78 г (7,8 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 376°C, удельная энтальпия плавления 145 Дж/г.

Пример 3.

Переплавляют безводные соли 3,04 г (30,4 мас.%) бромида лития + 2,96 г (29,6 мас.%) метаванадата лития + 3,23 г (32,3 мас.%) молибдата лития + 0,77 г (7,7 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 380°C, удельная энтальпия плавления 153 Дж/г.

Пример 4.

Переплавляют безводные соли 3,06 г (30,6 мас.%) бромида лития + 2,99 г (29,9 мас.%) метаванадата лития + 3,07 г (30,7 мас.%) молибдата лития + 0,88 г (8,8 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 389°C, удельная энтальпия плавления 141 Дж/г.

Пример 5.

Переплавляют безводные соли 3,19 г (31,9 мас.%) бромида лития + 2,98 г (29,8 мас.%) метаванадата лития + 3,06 г (30,6 мас.%) молибдата лития + 0,77 г (7,7 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 397°C, удельная энтальпия плавления 138 Дж/г.

За указанными пределами концентраций наблюдается увеличение температуры плавления электролита (примеры 4 и 5).

В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств, предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Составы	Состав смеси, мас.%	Удельная энтальпия плавления, Дж/г	Температура плавления, °C
LiBr	LiVO3	Li2MoO 4	Li2 SO4
Прототип	44,1	21,1	34,7	-	166	413
Предлагаемый
1	30,9	31,4	29,7	7,8	160	378
2	31,0	30,2	31,0	7,8	145	376
3	30,4	29,6	32,3	7,7	153	380

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав имеет температуру на 33-37°C ниже по сравнению с прототипом, что значительно снижает энергозатраты на плавление состава и приводит его в рабочее состояние, а также расширяет диапазон использования состава по температуре.