СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 АККУМУЛЯТОРА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 АККУМУЛЯТОРА


RU (11) 2222075 (13) C1

(51) 7 H01M10/40, H01M6/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - может прекратить свое действие 

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

(21) Заявка: 2002111322/09 
(22) Дата подачи заявки: 2002.04.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.04.25 
(45) Опубликовано: 2004.01.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2161845 C1, 10.01.2001. EP 130073 A2, 13.11.1984. DE 3917822 A1, 20.02.1990. US 4482616 A, 13.11.1984. 
(72) Автор(ы): Плешаков М.С.; Белоненко С.А.; Ялюшев Н.И.; Кундрюцков Д.Н.; Пичугина М.А. 
(73) Патентообладатель(и): ООО Инженерная фирма "Орион ХИТ" 
Адрес для переписки: 346410, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Маяковского, 32, Инженерная фирма "Орион ХИТ", М.С. Плешакову 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 АККУМУЛЯТОРА 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении Li/SO2 аккумулятора. Техническим результатом изобретения является повышение взрывобезопасности, увеличение ресурса аккумулятора и повышение удельных характеристик путем уменьшения роста дендритов лития за счет операции очистки при изготовлении электролита. Согласно изобретению в известном способе изготовления раствора электролита LiA1C14nSO2 перед введением молекулярного брома электролит выдерживают в контакте с литиевой фольгой в течение 7-90 суток при комнатной температуре, причем площадь литиевой фольги (см2) относится к объему электролита (см3) в соотношении от 1:1 до 1:10. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении Li/SO2 аккумулятора.

Литиевые аккумуляторы имеют существенный недостаток, в них происходят короткие замыкания при заряде, приводящие к выходу аккумуляторов из строя и сопровождающиеся перегревом и взрывами. Чаще всего причиной возникновения коротких замыканий являются дендриты, растущие на литиевом электроде во время заряда. (Багоцкий B.C., Скундин А.М. Химические источники тока. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 240-241).

Известно, что качество гальванопокрытий зависит от чистоты электролита и способа его изготовления. В электролите ХИТ с литиевым анодом недопустимо содержание влагосодержащих примесей и соединений тяжелых металлов в связи с тем, что их наличие в электролите интенсифицирует рост дендритов лития, тем самым снижает безопасность эксплуатации аккумуляторов. Предварительное введение литиевой фольги в электролит позволяет снизить содержание посторонних примесей в электролите (И.А. Кедринский. Химические источники тока с литиевым электродом, 1983).

Известен способ изготовления раствора электролита для герметичных аккумуляторов системы Li/SO2, заключающийся в насыщении газообразным SO2 смеси сухих солей АlСl2 и LiCl при температуре от 0 до 5oС и избыточном давлении от 1,5 до 5 атм до образования раствора LiAlCl43SO2 и введении молекулярного брома в количестве 0,2 до 0,5 мас.%, с последующей выдержкой от 72 до 86 часов (RU патент 2161845, кл. Н 01 М, 10.08.1999).

Недостатком этого способа является то, что введение молекулярного брома не исключает возможности коротких замыканий, приводящих к взрыву, т.к. не подавляет полностью процесс дендритов на литиевом электроде.

Перед авторами стояла задача повышения взрывобезопасности, увеличения ресурса аккумулятора, и повышения удельных характеристик, путем уменьшения роста дендритов за счет операции очистки при изготовлении электролита.

Эта задача решена тем, что в известном способе изготовления раствора электролита, заключающемся в насыщении газообразным SO2 смеси сухих солей АlСl3 и LiCl при температуре от 0 до 5oС и избыточном давлении от 1,5 до 5 атм до образования раствора LiAlCl4nSO2 (n=3...9) и введении молекулярного брома в количестве 0,2 до 0,5 мас.%, с последующей выдержкой от 72 до 86 часов, перед введением молекулярного брома электролит выдерживают в контакте с литиевой фольгой в течение 7-90 суток при комнатной температуре, причем площадь литиевой фольги (см2) относится к объему электролита (см3) в соотношении от 1:1 до 1:10.

Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности литиевой фольги, погруженной в электролит, происходит реакция с примесями влаги и соединениями тяжелых металлов, в результате чего образуются нерастворимые соединения. Это позволяет получить электролит более высокого качества.

При выдержке литиевой фольги в электролите менее 7 суток положительного эффекта не наблюдается, рост дендритов не снижался, короткие замыкания и взрывы начинались с 15-20 циклов. Выдержка свыше 90 суток нецелесообразна, т.к. не ведет к повышению характеристик электролита и аккумуляторов в целом. Нижний предел соотношения площади литиевой фольги (см2) к объему электролита (см3) 1:10 обусловлен минимальным количеством лития, необходимом для получения электролита требуемого качества. Использование соотношения площади литиевой фольги к объему электролита более 1:1 нецелесообразно, так как ведет к некоторому снижению достигнутых удельных характеристик аккумуляторов и экономически невыгодно.

Пример. Для испытаний было собрано 11 серий лабораторных образцов аккумуляторов типоразмера R6 (по 3 штуки в каждой серии) с литиевым и сажевым электродами, двухслойным сепаратором и электролитом LiAlCl4nSO2.

Испытания проводили на автоматическом заряд-разрядном стенде.

Плотность тока заряда и разряда 1 мА/см2.

Результаты испытаний макетов аккумуляторов представлены в табл. 1 и табл. 2.

Проведенные испытания показали, что способ изготовления электролита, указанный в формуле изобретения, позволяет получить электролит с высокой степенью очистки и обеспечить более высокие удельные характеристики аккумуляторов. Использование данного электролита позволяет значительно увеличить ресурс аккумуляторов по сравнению с электролитом, изготовленным по описанию прототипа, за счет снижения вероятности возникновения внутренних коротких замыканий дендритами лития. Это ведет к возрастанию безопасности эксплуатации аккумуляторов.

Таким образом, приведенные примеры изготовления аккумуляторов в соответствие с признаками, изложенными в формуле изобретения, а также испытания этих аккумуляторов на зарядно-разрядном стенде подтверждают возможность практической реализации заявляемого изобретения с достижением указанного технического результата.

На основании вышеизложенного и результатов патентно-информационного поиска считаем, что разработанный нами "Способ изготовления раствора электролита для Li/SO2 аккумулятора" отвечает требованиям "новизна", "изобретательский уровень", "промышленная применимость", может быть признано изобретением и защищено патентом Российской Федерации. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ приготовления раствора электролита для Li/SO2 аккумулятора, заключающийся в насыщении газообразным SO2 смеси солей АlСl3 и LiCl до образования раствора LiAlCl4·nSO2(n=3-9), и последующем введении молекулярного брома в количестве 0,2-0,5 мас.% с выдержкой этого раствора при комнатной температуре в течение 72-86 ч, отличающийся тем, что перед введением молекулярного брома электролит выдерживают в реакторе с литиевой фольгой в течение 7-90 суток при комнатной температуре, причем площадь литиевой фольги (см2) относится к объему электролита (см3) в соотношении от 1:1 до 1:10.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru