ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА С ЛИТИЙСОДЕРЖАЩИМ АНОДОМ

ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА С ЛИТИЙСОДЕРЖАЩИМ АНОДОМ


RU (11) 2122261 (13) C1

(51) 6 H01M10/40, H01M6/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 97103599/09 
(22) Дата подачи заявки: 1997.03.11 
(45) Опубликовано: 1998.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: J.Electrochem. Soc., 1986, N 12, с.2454-2458. J.Power Sources, 1989, 26, N 1-2, c.257-266. SU 1691914 A1, 15.11.91. 
(71) Заявитель(и): Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им.Ф.В.Лукина 
(72) Автор(ы): Белов О.И.; Кошелев А.В.; Ефимов О.Н.; Корсаков В.С.; Максимов С.И.; Плавич Л.А.; Трутнев Н.Ф.; Самсонов Н.С.; Мазуренко С.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Государственный Научно-Исследовательский Институт физических проблем им.Ф.В.Лукина 

(54) ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА С ЛИТИЙСОДЕРЖАЩИМ АНОДОМ 

Изобретение относится к литиевым источником тока. Согласно изобретению химический источник включает литийсодержащий анод, сепаратор, катод с активным материалом Li1+xV3O8 и органический электролит. При этом активный материал катода дополнительно содержит фазу состава Li0,33V2O5 при содержании последней (30-70) об.%. Техническим результатом изобретения является повышение удельной емкости и увеличение срока эксплуатации. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники, в частности к химическим источникам тока с литийсодержащим анодом с высокой удельной энергией, которые применяются, например, в радиотехнике кинофототехнике, в источниках питания переносных средств связи.

Известен химический источник тока [1] с литийсодержащим анодом, имеющий сепаратор, органический электролит и катод. В зависимости от типа катодной системы удельная энергия этого типа источников тока находится в пределах 100 - 140 Втч/кг, что не соответствует современным требованиям. Кроме того, они имеют большой саморазряд в процессе хранения.

Наиболее близким к предлагаемому источнику является химический источник тока [2] с литийсодержащим анодом, имеющий сепаратор, органический электролит и катод с активным материалом Li1+xV3O8. Удельная емкость таких источников составляет 0,22 Ач/г на первом и 0,18 Ач/г на втором цикле при плотности тока разряда 1 мА/см2, а после пятидесятого цикла емкость такого источника составляет 50% начальной емкости. Кроме того, разрядные кривые источников тока с таким катодом носят "скачкообразный" характер, а именно: имеют несколько участков резкого падения напряжения, что является их существенным недостатком.

Цель изобретения - повышение удельной емкости, "сглаживание" разрядных характеристик, а также увеличение срока эксплуатации (циркулируемости) источника.

Согласно изобретению химический источник тока включает: литийсодержащий анод, сепаратор, катод с активным материалом Li1+xV3O8 и органический электролит, при этом активный материал катода дополнительно содержит фазу состава Li0,33V2O5 при содержании последней (30-70)%об.

Пример конкретного исполнения. Активную катодную массу L1+xV3O8Li0,33V2O5 получаем в процессе единого твердофазного синтеза по реакции: Li2CO3 + V2O5 -> Li1+xV3O8 Li0,33V2O5 в две стадии: при 650oC 8-10 час и при 400oC - 8-10 час с промежуточным измельчением массы в шаровой мельнице до эффективного размера 10+2 мкм.

Оптимальным является соотношение фаз Li1+xV3O8: Li0,33V2O5 = 0,7 : 0,3, что соответствует нижнему пределу содержания фазы Li0,33V2O5. Дальнейшее увеличение ее содержания способствует сохранению стабильности энергетических параметров, однако при этом начинает сказываться нежелательный процесс кристаллизации активной массы и при содержании Li0,33V2O5 более 70 об.% образуется термодинамически неустойчивая система.

Для сохранения аморфной структуры активной массы при изготовлении катода была применена технология многостадийной, кратковременной термообработки при 300oC. Готовую порошкообразную активную массу в дальнейшем смешивали с фторопластовой эмульсией (Ф4-Д), а затем вальцеванием формировали ленту катода на подложке из алюминиевой фольги с напылением на нее слоем карбида титана. Готовую ленту катода после промывки и сушки использовали для сборки источника тока по классической технологии изготовления рулонных аккумуляторов.

Проведенные испытания патентуемого источника тока типоразмера АА показали повышение удельной энергии до 400 Втч/кг (140 Втч/кг у прототипа), увеличение циклируемости до 500 (200 циклов у прототипа), сохранение (85%-ное) на сотом цикле исходной емкости (50%-ное на 50-м цикле у прототипа), отсутствие скачкообразного падения на разрядных кривых.

Следует отметить, что изготовление предлагаемых источников тока не требует создания специального технологического оборудования, а их производство может иметь существенный экономический эффект.

Источники информации

1. Разработка литиевых аккумуляторов в Японии. Takehara, Zenichiro. J.of Power Sources. 1989, 26, N 1-2, pp.257-266.

2. Аккумуляторы Li/Li1+xV3O8 Pasquali M., Pistoia G., Manev V., Mashev R,.J.Electrohem.Soc., 1986 г. N 12, pp.2454-2458. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Химический источник тока с литийсодержащим анодом, включающий сепаратор, органический электролит и катод с активным материалом Li1+x V3O8, отличающийся тем, что активный материал катода дополнительно содержит фазу состава Li0,33 V2O5 при содержании последней (30 - 70) об.%.




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