СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА


RU (11) 2161845 (13) C1

(51) 7 H01M6/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99117617/09 
(22) Дата подачи заявки: 1999.08.10 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.08.10 
(45) Опубликовано: 2001.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: MAMMONE ROBERT ATAL LiSi/SO2 Rechargeable colls containing added bromine. "Y. Power Sources", 1987, 21, № 2, p.143-149. SU 1688757 A1, 12.12.1989. US 4482616 A, 13.11.1984. EP 0130073 A2, 02.01.1985. DЕ 3917822 A1, 07.12.1989. 
(71) Заявитель(и): Инженерная фирма "ОРИОН-ХИТ" 
(72) Автор(ы): Плешаков М.С.; Асфацадурьян М.Ю.; Белоненко С.А.; Демьян Е.М.; Исхаков Р.А.-Р.; Очкуров Д.А. 
(73) Патентообладатель(и): Инженерная фирма "ОРИОН-ХИТ" 
Адрес для переписки: 346410, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Маяковского 32, инженерная фирма "Орион-ХИТ" 

(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении Li/SO2 химического источника тока (ХИТ). Техническим результатом изобретения является повышение емкости ХИТ. Согласно изобретению в известный раствор электролита LiALCl4 3 SO2 молекулярный бром вводят в количестве 0,2 - 0,5 мас.%, а насыщение газообразным SO2 проводят при температуре от 0 до минус 5oC и избыточном давлении от 1,5 до 5 атм. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре 72 - 86 ч. Применение предлагаемого способа приготовления раствора электролита позволяет повысить разрядную емкость ХИТ от 1,5 до 1,8 раза. 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении Li/SO2 химического источника тока (ХИТ).

Известен способ приготовления раствора электролита для герметичных химических источников тока системы Li/SO2, заключающийся в насыщении газообразным SO2 смеси солей AlCl3 и LiCl до образования раствора LiAlCl43SO2 и последующем введении молекулярного брома в количестве 10 мас.% (Li/SO2 rechargeable cells containing added bromine. Mammone Robert, Binder Michael, Keister Pamela, Kallianidis Milton. "J. Power Sources", 1987, 21, N 2, p. 143-149).

К недостаткам данного способа следует отнести снижение емкости ХИТ при введении 10 мас.% и более молекулярного брома. Кроме того, время приготовления исходного раствора электролита LiAlCl43SO2 довольно продолжительно.

Перед авторами стояла задача разработки способа приготовления раствора электролита, позволяющая добиться повышения емкости ХИТ. Эта задача решена тем, что в способе приготовления раствора электролита для Li/SO2 химического источника тока, заключающемся в насыщении газообразным SO2 смеси солей AlCl3 и LiCl до образования раствора LiAlCl43SO2 и последующем введении молекулярного брома, насыщение газообразным SO2 проводят при температуре от 0 до минус 5oC и избыточном давлении от 1,5 до 5 атм, а молекулярный бром вводят в полученный раствор в количестве от 0,2 до 0,5 мас.% и далее выдерживают этот раствор при комнатной температуре в течение от 72 до 86 часов.

При введении брома в количестве менее 0,2 мас.% положительный эффект не наблюдается. Более того, малые добавки брома способствуют повышению кристаллизации раствора, что ограничивает область применения ХИТ. При превышении верхнего предела содержания брома происходит снижение емкости и срока сохраняемости заряда ХИТ, вызванного коррозией литиевого электрода в таких электролитах.

При температуре пропускания SO2 выше 0oC скорость получения раствора LiAlCl43SO2 снижается. При этом происходит разогрев раствора электролита, в результате чего повышается давление в реакционном сосуде и уменьшается количество SO2, поступающее в реакционный сосуд. Это приводит к нарушению стехиометрического состава раствора электролита.

При понижении температуры ниже минус 5oC происходит кристаллизация раствора и поглощение SO2 солями прекращается, что также недопустимо. Временной интервал выдержки электролита с добавкой молекулярного брома определяется образованием устойчивого комплекса, содержащего бром. При давлении менее 1,5 атм возрастает длительность взаимодействия SO2 с солями, кроме того, затрудняется его ввод в реакционную зону. При превышении верхнего предела происходит сжижение SO2, что приводит к образованию нестабильного раствора, склонного к кристаллизации. Времени менее 72 часов недостаточно для полного растворения брома и образования комплекса, т.к. при этом снижаются эксплуатационные характеристики и сохраняемость заряда ХИТ. Выдержка более 86 часов нецелесообразна, т.к. не ведет к повышению характеристик электролита и ХИТ в целом. Оптимальность выбранных параметров подтверждается результатами испытаний, представленными в табл. 1 - 4.

В качестве контрольного был изготовлен электролит по описанию способа прототипа. Было испытано по 5 опытных и контрольных макетов. Испытания проводили в гальваностатическом режиме при НКУ, ток разряда составил 2 mA, заряда - 1 mA.

Полученные результаты дают основание заявлять, что разработанный способ приготовления электролита позволяет улучшить эксплуатационные характеристики ХИТ, в том числе разрядную емкость от 1,5 до 1,8 раза.

На основании вышеизложенного и результатов патентно-информационного поиска считаем, что разработанный в НИИПЭ "Способ приготовления раствора электролита для Li/SO2 химического источника тока" отвечает требованиям "Новизна", "Изобретательский уровень", "Промышленная применимость" и может быть защищен патентом Российской Федерации. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ приготовления раствора электролита для Li/S02 химического источника тока, заключающийся в насыщении газообразным SO2 солей AlCl3 и LiCl до образования раствора LiAlCl4 3SO2 и последующем введении молекулярного брома, отличающийся тем, что насыщение газообразным SO2 проводят при температуре от О до минус 5°С и избыточном давлении от 1,5 до 5 атм, а молекулярный бром вводят в полученный раствор в количестве 0,2 - 0,5 мас.% и далее выдерживают этот раствор при комнатной температуре в течение 72 - 86 ч.