CS252980B1 - Tuhý elektrolyt - Google Patents
Tuhý elektrolyt Download PDFInfo
- Publication number
- CS252980B1 CS252980B1 CS859505A CS950585A CS252980B1 CS 252980 B1 CS252980 B1 CS 252980B1 CS 859505 A CS859505 A CS 859505A CS 950585 A CS950585 A CS 950585A CS 252980 B1 CS252980 B1 CS 252980B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- fluoride
- conductivity
- melting point
- chemical
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
Účelom tuhého elektrolytu je jeho použltie v širokom rozsahu pracovných teplQt pri zníženej ekonomickej a technologickej náročnosti přípravy. Uvedený účel sa dosiahne použitím fluoridu prtku vzácných zemin oríorombickou štruktúrou fluoridu ytritého ako tuhého elektrolytu. Tuhý elektrolyt má pri 300 °C aniónovú vodivost fluoridovými iónmi 10"3 až 10"2 S . m"1, rozsah pracovných teplót je 160 až 1050°C a teplota tavenia je nižšia ako 1200°C. Tuhý elektrolyt možno použít v chemických senzorech plynov a příměsí, v galvanických článkoch, v rezervných zdrojoch energie a v miniatúrnych vysokokapacitných kondenzátoroeh, s využitím v chemickom a eléktrotechnickom priemysle, jadrovej energetlke, výpočtovej technike a v ekologických kontrolných systémoch.
Description
Vynález sa týká tuhého elektrolytu s aniónovou vodivosťou fluoridovými iónmi.
Doteraz najpoužívanejší tuhý elektrolyt s aniónovou vodivosťou je stabilizovaný oxid zirkoničitý s fluoritovou strukturou. Nevýhodou tohto tuhého elektrolytu je jeho nízká měrná iónová vodivost a vysoká teplota tavenia, výše 2 500 °C, ktorá značné sťažuje jeho přípravu vo formě monokryštálov, keramik s vysokou hustotou a tenkých naparovaných vrstiev. Pre praktické účely sa připravuje výhradně vo formě keramik syntetizovaných pri vysokých teplotách. V případe senzorov plynov je často nutné používat monokryštalické tuhé elektrolyty, ktoré majú podstatné nižšiu permeabilitu pre plyny. Ako monokryštalický tuhý elektrolyt s aniónovou vodivosťou sa dosial' priemyselne vyrába iba heterovalentný tuhý 1% roztok fluoridu európnatého vo fluoride lantanitom, ktorý má tysonitovú štruktúru. Nevýhodou tohto elektrolytu je jeho vysoká teplota tavenia, 1 500 °C, a tým náročná technológia přípravy. Vyhfadávanie aniónových vodičov s nižšími teplotami tavenia viedlo k skupině tuhých elektrolytov na báze fluoridu olovnatého, fluoridu cínatého a fluoridu bizmutitého so štruktúrou blízkou fluoritové]. Nevýhodou tejto skupiny tuhých elektrolytov je malý teplotný rozsah ich chemické] stability, nízké rozkladné napátie a silná korózia elektrodových materiálov. Preto táto skupina tuhých elektrolytov má iba obmedzené použitie.
Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje tuhý elektrolyt podfa vynálezu, ktorého podstata spočívá v použití fluoridu prvku vzácných zemin s ortorombickou štruktúrou fluoridu ytritého ako tuhého elektrolytu.
Použitie fluoridu prvku vzácných zemin s ortorombickou štruktúrou fluoridu ytritého ako tuhého elektrolytu je založené na zistení javu jeho rýchlej aniónovej vodivosti fluoridovými iónmi. V závislosti od druhu použitého fluoridu tuhý elektrolyt dosahuje pri 300 °C mernú iónovú vodivost 10 ~3 až 10 ~2 S . m_1 pri zanedbatelnéj elektrónovej vodivosti. Rýchla iónová vodivost' tuhého elektrolytu súvisí s jeho atomárnou štruktúrou, ktorá obsahuje štruktúrne neekvivalentně fluoridové polohy, a so Schottkyho typom vlastných porúch, ktoré umožňujú rýchly transport jednomocných, dobré polarizovatefných, malých fluoridových iónov vakantným mechanizmom. Rýchla aniónová vodivost a dobrá chemická stabilita tuhého elektrolytu umožňujú jeho priemyselné využitie v rozsahu teplot 160 až 1 050 °C. Tuhý elektrolyt má teplotu tavenia nižšiu ako 1180 °C, čo značné znižuje technologická náročnost přípravy v monokryštalickej aj tenkovrstvovej formě.
Výhodou tuhého elektrolytu je, že súčasne spina aj požiadavku rýchlej iónovej vodivosti a chemickej stability v širokom rozsahu teplot aj požiadavku teploty tavenia nižšej ako 1 200 °C.
Příklad 1
Tuhý elektrolyt z monokryštálu fluoridu ytritého s ortorombickou štruktúrou, připravený Bridgmanovou metódou vo fluoridačnej atmosféře tvorenej produktami pyrolýzy teflónu, má mernú aniónovú vodivost pri 300 °C rovnú 1 . 10-3 S . m_1, teda vhodnú pre priemyselné využitie. Jeho teplota tavenia je 1143 °C. Aniónová vodivost a chemická stabilita fluoridu ytritého s ortorombickou štruktúrou umožňujú jeho použitie ako tuhého elektrolytu v rozsahu teplót 160 až 1 050 °C.
Příklad 2
Tuhý elektrolyt z monokryštálu fluoridu terbitého s ortorombickou štruktúrou fluoridu ytritého, připravený Bridgmanovou metódou vo fluoridačnej atmosféře tvorenej produktami pyrolýzy teflónu, má mernú aniónovú vodivost pri 300 °C rovnú 6 . . 10-3 S . m_1 a teplotu tavenia 1177 °C. Tento tuhý elektrolyt možno použiť v rozsahu teplot 120 až 1100 °C.
Příklad 3
Tuhý elektrolyt z monokryštálu fluoridu holmitého s ortorombickou štruktúrou fluoridu ytritého, připravený Bridgmanovou metódou vo fluoridačnej atmosféře tvorenej produktami pyrolýzy teflónu, má mernú aniónovú vodivost pri 300 °C rovnú 4 . 10-3 S . m~1 a teplotu tavenia 1143 °C. Tento tuhý elektrolyt možno použiť v rozsahu teplot 150 až 1100 °C.
Tuhý elektrolyt je vhodný na priemyselnú výrobu krystalických elektrochemických membrán pre chemické senzory plynov a příměsí, s použitím v chemickom a elektrotechnickou! priemysle, v jadrovej energetike a v ekologických kontrolných systémoch, a na priemyselnú výrobu tenkovrstvových dielektrik pre vysokokapacitné miniatúrne kondenzátory a rezervně zdroje energie, s použitím v mikroelektronike a výpočtovej technike.
Claims (1)
- PREDMET VYNALEZUPoužitie fluoridu prvku vzácných zemin s ortorombickou štruktúrou fluoridu ytritého ako tuhého elektrolytu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS859505A CS252980B1 (sk) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Tuhý elektrolyt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS859505A CS252980B1 (sk) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Tuhý elektrolyt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS950585A1 CS950585A1 (en) | 1987-03-12 |
| CS252980B1 true CS252980B1 (sk) | 1987-10-15 |
Family
ID=5445089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS859505A CS252980B1 (sk) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Tuhý elektrolyt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS252980B1 (sk) |
-
1985
- 1985-12-19 CS CS859505A patent/CS252980B1/sk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS950585A1 (en) | 1987-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pal et al. | Electrochemical vapor deposition of Yttria‐stabilized zirconia films | |
| Iwahara | Proton conducting ceramics and their applications | |
| Weppner et al. | Ionic conductivity of solid and liquid LiAlCl4 | |
| Boukamp et al. | Lithium ion conductivity in lithium nitride | |
| Gopalan et al. | Thermodynamic stabilities of SrCeO3 and BaCeO3 using a molten salt method and galvanic cells | |
| Liang et al. | High-temperature protonic conduction in mixed perovskite ceramics | |
| Huggins | Materials science principles related to alloys of potential use in rechargeable lithium cells | |
| Tuller | Solid state electrochemical systems–opportunities for nanofabricated or nanostructured materials | |
| Ishihara et al. | La-doped BaCoO3 as a cathode for intermediate temperature solid oxide fuel cells using a LaGaO3 base electrolyte | |
| Heed et al. | Proton conductivity in fuel cells with solid sulphate electrolytes | |
| West | Solid electrolytes and mixed ionic–electronic conductors: an applications overview | |
| Huggins | Alloy negative electrodes for lithium batteries formed in-situ from oxides | |
| Fu et al. | Structural and transport properties of the triple-layer compounds Ba4 (Pb1− xBix) 3O10 (0≤ x< 0.3) | |
| Lucat et al. | Fast ionic conduction of fluorides with the fluorite-type structure | |
| Weppner | Trends in new materials for solid electrolytes and electrodes | |
| CA2548832A1 (en) | Lithium secondary battery anode member and method for manufacturing the same | |
| Huang et al. | Electrical conduction of yttrium-doped strontium zirconate | |
| Belousov | Innovative oxide materials for electrochemical energy conversion and oxygen separation | |
| Changzhen et al. | Ionic and electronic conduction of oxygen ion conductors in the Bi2O3− Y2O3 system | |
| JP2864928B2 (ja) | 混合イオン導電体 | |
| Pal | Electrochemical vapor deposition of solid oxide films | |
| Xue et al. | Effects of alkaline earth metal elements and their synergistic roles with Ta for Li7La3Zr2O12 | |
| EP0104936A1 (en) | Lithium oxide-based amorphous ionic conductor | |
| US4060672A (en) | Electrochemical energy cell with solid electrolyte | |
| Grady et al. | Cold Sintering for High-Temperature Electrochemical Applications |