FR2605459A1 - Electrolyte composition for a battery - Google Patents
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Abstract
Description
Composition d'électrolyte pour batterie.Electrolyte composition for battery.
La présente invention concerne une composition d'électrolyte pour batterie. The present invention relates to an electrolyte composition for a battery.
D'une manière générale, on connait trois types de batteries,des batteries primaires, des batteries secondaires et des piles à combustible. Parmi celles-ci, les batteries secondaires sont c lassées en accumulateurs au plomb avec PbO2 comme anode, Pb-Sb ou Pb-Ca comme cathode et H2S04 comme électrolyte, et des accumulateurs alcalins avec Ni203 ou Ago ou MnO2 comme anode, et Cd ou Zn comme cathode et KOH ou KOH (ZnO) comme électrolyte. In general, three types of batteries are known, primary batteries, secondary batteries and fuel cells. Among these, secondary batteries are broken down into lead accumulators with PbO2 as anode, Pb-Sb or Pb-Ca as cathode and H2S04 as electrolyte, and alkaline accumulators with Ni203 or Ago or MnO2 as anode, and Cd or Zn as cathode and KOH or KOH (ZnO) as electrolyte.
Incidemment, il existe certaines difficultés générales oui doivent être résolues. Les principaux problèmes sont les suivants : la batterie elle-même est lourde et sa force electromotrice et sa capacité sont très faibles par comparaison avec son volume. Incidentally, there are some general difficulties that must be resolved. The main problems are as follows: the battery itself is heavy and its electromotive force and capacity are very low compared to its volume.
L' électrolyte introduit est nuisible et il donne Lieu à des polLutions de l'environnement en raison de la présence de métaux lourds, d'acides forts ou de bases fortes. Le temps nécessaire pour charger la batterie est très long (15 à 24 heures) et son cycle de vie est très court (300 à 400 fois). The electrolyte introduced is harmful and gives rise to environmental pollution due to the presence of heavy metals, strong acids or strong bases. The time required to charge the battery is very long (15 to 24 hours) and its life cycle is very short (300 to 400 times).
En outre, dans le cas de batteries pour automobiles électriques et pour instruments électroniques portables, une densité d'énergie plus élevée est nécessaire. Cependant, la densité d'énergie des piles, des accumulateurs au plomb et des accumulateurs Ni-Cd est d'environ 160 - 200 wh/kg, ce qui est effectué seulement pour 35-50 wh/kg à présent. In addition, in the case of batteries for electric cars and for portable electronic instruments, a higher energy density is necessary. However, the energy density of batteries, lead-acid batteries and Ni-Cd batteries is around 160 - 200 wh / kg, which is done only for 35-50 wh / kg at present.
Un des buts de la présente invention est de fournir une nouvelle composition d'électrolyte pour batterie produisant une force électromotrice plus élevée lorsqu'elle est utilisée dans tous les types de batteries. One of the aims of the present invention is to provide a new battery electrolyte composition which produces a higher electromotive force when used in all types of batteries.
Un autre but de la présente invention est de fournir une composition d'électrolyte pour batterie qui ne donne lieu à aucune pollution de l'environnement après usage. Another object of the present invention is to provide an electrolyte composition for a battery which does not give rise to any pollution of the environment after use.
Un autre but de la présente invention est de fournir une composition d'électrolyte pour batterie qui supprime divers inconvénients du système d'électrolyte habituel. Another object of the present invention is to provide an electrolyte composition for a battery which overcomes various disadvantages of the usual electrolyte system.
D'autres buts et un autre domaine d'application de la présente invention ressortiront de la descri ption détaillée ci-après. Il est à noter cependant que la description détaillée et les exemples particuliers, bien qu'indiquant des modes de réalisation préférés de l'invention, sont donnés uniquement à titre d'illustration, car diverses modifications entrant dans l'esprit et le domaine de l'invention apparaitront aux spécialistes à la lecture de cette description détaillée. Other objects and another field of application of the present invention will emerge from the detailed description below. It should be noted, however, that the detailed description and the specific examples, although indicating preferred embodiments of the invention, are given solely by way of illustration, since various modifications entering into the spirit and the field of the invention. The invention will appear to specialists on reading this detailed description.
La présente invention concerne une composition d'électrolyte pour batterie, qui comprend 30 à 50 % en poids d'eau distillée, 0,01 à 0,50 % en poids d'oxyacides d'éléments du groupe VA, 1 à 10 % en poids de sels d'acides forts et de bases fortes, 0,05 à 1,00 % en poids de composés d'éléments du groupe IIIA ou IIIAd'éléments du groupe VIB, et 45 à 65 % en poids d'amidon. The present invention relates to an electrolyte composition for batteries, which comprises 30 to 50% by weight of distilled water, 0.01 to 0.50% by weight of oxyacids of elements of group VA, 1 to 10% in by weight of salts of strong acids and strong bases, 0.05 to 1.00% by weight of compounds of elements of group IIIA or IIIAd of elements of group VIB, and 45 to 65% by weight of starch.
La présente invention concerne une composition d'électrolyte pour batterie et un procédé pour sa fabrication , qui comprend les stades consistant à mélanger 30 à 50 % en poids d'eau distillée, 0,01 à 0,50 % en poids d'oxyacides d'éléments du groupe VA et 1 à 10 % en poids de sels d'acides forts et de bases fortes ; à chauffer le mélange réactionnel à sa température d'ébullition ; à ajouter au mélange 0,05 à 1,00 % en poids de composés d'éléments du groupe IIIA ou d'éLéments du groupe VIB ; à réchauffer le mélange pendant 3 à 5 minutes ; à refroidir le mélange à la température ambiante ; et à ajouter au mélange 45 à 65 % en poids d'amidon pour obtenir une solution à l'état de gel. The present invention relates to a battery electrolyte composition and a process for its manufacture, which comprises the steps of mixing 30 to 50% by weight of distilled water, 0.01 to 0.50% by weight of oxyacids d 'elements of the VA group and 1 to 10% by weight of salts of strong acids and strong bases; heating the reaction mixture to its boiling temperature; adding 0.05 to 1.00% by weight of compounds of group IIIA elements or group VIB elements to the mixture; reheating the mixture for 3 to 5 minutes; cooling the mixture to room temperature; and adding 45 to 65% by weight of starch to the mixture to obtain a gel solution.
Les oxyacides d'éléments du groupe VA qui peuvent être utilisés dans la pratique de la présente invention sont choisis dans le groupe constitué de l'acide arsénieux de l'acide nitrique et de l'acide phosphorique. The oxyacids of elements of group VA which can be used in the practice of the present invention are chosen from the group consisting of arsenious acid, nitric acid and phosphoric acid.
Comme sels d'acides forts et de bases fortes, on peut utiliser NaCl, KCl, NaCN et KCN. As salts of strong acids and strong bases, NaCl, KCl, NaCN and KCN can be used.
On peut également utiliser comme conposés d'élé- ments du groupe IlIA ou d'éléments du groupe VIB du borax et de l'alumine ou du bichromate de potassium, du para-molybdate d'ammonium et du métatungstate de potassium. Borax and alumina or potassium dichromate, ammonium para-molybdate and potassium metatungstate can also be used as compounds of group IIIA or group VIB elements.
L'amidon approprié pour la composition d'électrolyte de la présente invention comprend toutes les sortes d'amidon de pommes de terre et de patates douces, y compris l'amidon d'arrowroot. On peut utiliser en outre si nécessaire des polymères solubles dans l'eau tels que le PVA, les polyacrylamides, les acides polyacryliques etiou les acides polyméthacryliques. The starch suitable for the electrolyte composition of the present invention includes all kinds of potato and sweet potato starch, including arrowroot starch. Water-soluble polymers such as PVA, polyacrylamides, polyacrylic acids and / or polymethacrylic acids can also be used if necessary.
La composition d'électrolyte conforme à La présente invention améliore la tension initiale, La force électromotrice et la capacité d'une batterie. The electrolyte composition according to the present invention improves the initial voltage, the electromotive force and the capacity of a battery.
Bien qu'elle dépende du rapport de mélange et de
L'ordre du procédé de production, dans la batterie remplie de la composition de la présente invention, la tension initiale est dans l'intervalle de 0,48 à 0,#4 V, et la force électromotrice et la capacité après charge avec 2 V pendant 2 heures sont de 2,1 à 3,45 V et 800 a 3 000 mAh respectivement. La batterie utilisée dans la présente invention a une tige de carbone comme anode et une enveloppe de zinc comme cathode.Although it depends on the mixing ratio and
The order of the production process, in the battery filled with the composition of the present invention, the initial voltage is in the range of 0.48 to 0, # 4 V, and the electromotive force and the capacity after charge with 2 V for 2 hours are 2.1 to 3.45 V and 800 to 3000 mAh respectively. The battery used in the present invention has a carbon rod as an anode and a zinc shell as a cathode.
La présente invention sera décrite à présent de manière plus détaillée en liaison avec les exemples suivants qui doivent être considérés comme donnés à titre d'illustration et comme ne limitant pas la présen te invention. The present invention will now be described in more detail in connection with the following examples which should be considered as given by way of illustration and not as limiting the present invention.
Exemple 1
Dans un ballon équipé d'un condenseur à reflux, on ajoute 50 ml d'eau distillée et 8 g de NaCl, et on chauffe le mélange réactionnel pendant 5 minutes. Puis on mélange avec ce mélange 70 g d'amidon, en agitant, pour obtenir une solution d'électrolyte à l'état de gel.Example 1
In a flask equipped with a reflux condenser, 50 ml of distilled water and 8 g of NaCl are added, and the reaction mixture is heated for 5 minutes. Then 70 g of starch are mixed with this mixture, with stirring, to obtain a gel-electrolyte solution.
La solution d'électrolyte ainsi obtenue est introduite dans une batterie avec une tige de carbone comme anode et une enveloppe de zinc comme cathode. Les essais effectués sur la batterie montrent que sa tension initiale est d'environ 0,6 V, et sa force électromotrice et sa capacité après charge pendant 2 heures avec 3 V sont respectivement de 2,5 V et de 20 mAh. The electrolyte solution thus obtained is introduced into a battery with a carbon rod as an anode and a zinc envelope as a cathode. Tests carried out on the battery show that its initial voltage is approximately 0.6 V, and its electromotive force and its capacity after charging for 2 hours with 3 V are 2.5 V and 20 mAh, respectively.
Exemple 2
Dans un ballon équipé d'un condenseur à reflux, on ajoute 50 ml d'eau distillée, 1 g de borax et 6 g de NaCl, on chauffe le mélange réactionnel pendant 5 minutes et on le refroidit à la température ambiante. Puis on mélange à ce mélange 60 g d'amidon en agitant, pour obtenir une solution d'électrolyte à l'état de gel.Example 2
50 ml of distilled water, 1 g of borax and 6 g of NaCl are added to a flask fitted with a reflux condenser, the reaction mixture is heated for 5 minutes and cooled to room temperature. Then 60 g of starch are mixed with this mixture, with stirring, to obtain a gel-electrolyte solution.
On introduit la solution d'électrolyte ainsi obtenue dans une batterie avec une tige de carbone comme anode et une enveloppe de zinc comme cathode. Les essais effectués sur la batterie montrent que sa tension initiale est d'environ 0,64 V et sa force étectromotrice et sa capacité après charge pendant 2 heures avec 3 V sont respectivement de 2,5 V et de 20 mAh. The electrolyte solution thus obtained is introduced into a battery with a carbon rod as an anode and a zinc envelope as a cathode. Tests carried out on the battery show that its initial voltage is approximately 0.64 V and its electromotive force and its capacity after charging for 2 hours with 3 V are 2.5 V and 20 mAh respectively.
Exemole 3
Dans un ballon, on introduit 50 ml d'eau distillée, 0,3 g d'acide arsénieux, 500 mg de borax et 6 g de NaCl, et on chauffe le mélange réactionnel pendant 5 minutes.Example 3
50 ml of distilled water, 0.3 g of arsenious acid, 500 mg of borax and 6 g of NaCl are introduced into a flask and the reaction mixture is heated for 5 minutes.
Après avoir refroidi le mélange à la température ambiante, on ajoute en agitant 70 9 d'amidon pour obtenir une solution d'électrolyte à l'état de gel. After the mixture has cooled to room temperature, 70% of starch is added with stirring to obtain a gel electrolyte solution.
On introduit la solution d'électrolyte ainsi obtenue dans une batterie ayant une tige de carbone comme anode et une enveloppe de zinc comme cathode. The electrolyte solution thus obtained is introduced into a battery having a carbon rod as an anode and a zinc envelope as a cathode.
Les essais effectués sur la batterie montrent que sa tension initiale est de 0,5 V, sa force électromotrice et sa capacité après charge pendant 2 heures avec 3 V sont respectivement de 2,36 V et de 800 mAh.Tests carried out on the battery show that its initial voltage is 0.5 V, its electromotive force and its capacity after charging for 2 hours with 3 V are respectively 2.36 V and 800 mAh.
Exemole 4
Dans un ballon, on introduit 50 ml d'eau distillée, 300 mg d'acide arsenieux et 4 g de NaCl, et on chauffe le mélange réactionnel à sa température d'ébullition. Lorsqu'il bout, on ajoute 500 mg de borax, on Le réchauffe pendant 4 minutes, on le refroidit à la température ambiante et on ajoute 70 g d'amidon, en agitant, pour obtenir une solution d'électrolyte à L'état de gel.Example 4
50 ml of distilled water, 300 mg of arsenious acid and 4 g of NaCl are introduced into a flask, and the reaction mixture is heated to its boiling temperature. When it boils, 500 mg of borax are added, it is reheated for 4 minutes, it is cooled to room temperature and 70 g of starch are added, with stirring, to obtain an electrolyte solution in the state of gel.
On introduit la solution d'électrolyte ainsi obtenue dans une batterie avec une tige de carbone comme anode et une enveloppe de zinc comme cathode. Les essais effectués sur la batterie montrent que la tension initiale est de 0,48 V, et que sa force électromotrice et sa capacité après charge pendant 2 heures sous 3 V sont respectivement de 2,34 V et de 1 800 mAh. The electrolyte solution thus obtained is introduced into a battery with a carbon rod as an anode and a zinc envelope as a cathode. Tests carried out on the battery show that the initial voltage is 0.48 V, and that its electromotive force and its capacity after charging for 2 hours at 3 V are 2.34 V and 1,800 mAh, respectively.
Exemple 5
Dans un ballon, on introduit 40 ml d'eau distillée, 200 mg de borax et 2 g de NaCl, on chauffe le mélange réactionnel à sa température d'ébullition.Example 5
40 ml of distilled water, 200 mg of borax and 2 g of NaCl are introduced into a flask, the reaction mixture is heated to its boiling temperature.
Lorsqu'il bout, on ajoute 100 mg d'acide arsénieux et on le réchauffe pendant 4 minutes. Puis on refroidit le mélange à la température ambiante et on ajoute 60 g d'amidon en agitant pour obtenir une solution d'électrolyte à l'état de gel.When it boils, add 100 mg of arsenious acid and heat it for 4 minutes. Then the mixture is cooled to room temperature and 60 g of starch are added with stirring to obtain an electrolyte solution in the gel state.
La solution d'électrolyte ainsi obtenue est introduite dans une batterie ayant une tige de carbone comme anode et une enveloppe de zinc comme cathode. Les essais effectués sur la batterie montrent que sa tension initiale est de 0,54 V et que sa force électromotrice et sa capacité après charge pendant 2 heures sous 3 V sont respectivement de 2,24 V et 3 000 mAh. The electrolyte solution thus obtained is introduced into a battery having a carbon rod as an anode and a zinc envelope as a cathode. Tests carried out on the battery show that its initial voltage is 0.54 V and that its electromotive force and its capacity after charging for 2 hours at 3 V are 2.24 V and 3000 mAh, respectively.
Exemple 6
Dans un ballon, on introduit 40 ml d'eau distillée et 2 g de NaCl et on chauffe le mélange réactionnel. Lorsqu'il bout, on ajoute 200 mg de borax et on réchauffe le mélange pendant 4 minutes. Puis on refroidit le mélange à la température ambiante et on ajoute 60 g d'amidon en agitant pour obtenir une solution d'électrolyte à l'état de gel.Example 6
40 ml of distilled water and 2 g of NaCl are introduced into a flask and the reaction mixture is heated. When it boils, add 200 mg of borax and heat the mixture for 4 minutes. Then the mixture is cooled to room temperature and 60 g of starch are added with stirring to obtain an electrolyte solution in the gel state.
On introduit la solution d'électrolyte ainsi obtenue dans une batterie ayant une tige carbone comme anode et une enveloppe de zinc comme cathode. Les essais cffectués sur la batterie montrent que sa tension initiale est de 0,51 V, et que sa force électromotrice et sa capacité après charge pendant 2 heures sous 3 V sont respectivement de 2,39 V et de 3 400 mAh. The electrolyte solution thus obtained is introduced into a battery having a carbon rod as an anode and a zinc envelope as a cathode. The tests carried out on the battery show that its initial voltage is 0.51 V, and that its electromotive force and its capacity after charging for 2 hours at 3 V are 2.39 V and 3400 mAh, respectively.
La composition d'électrolyte conforme à la présente invention présente plusieurs avantages, qui sont les suivants : la capacité de décharge par unité de poids ou unité de volume est d'environ 3 000 mAh. The electrolyte composition according to the present invention has several advantages, which are as follows: the discharge capacity per unit of weight or unit of volume is approximately 3000 mAh.
Elle produit 2,1 à 3,45 V de force électromotrice, plus que l'accumulateur au plomb ordinaire ayant une force électromotrice de 2 V au maximum. Après charge et stockage pendant 12 mois à la température ambiante, 98 X de son volume peuvent être réutilisés. Et la décharge spontanée est très faible, de sorte que ses caractéristiques de conservation sont très bonnes.It produces 2.1 to 3.45 V of electromotive force, more than the ordinary lead accumulator having an electromotive force of 2 V at most. After charging and storing for 12 months at room temperature, 98 X of its volume can be reused. And the spontaneous discharge is very weak, so its conservation characteristics are very good.
En outre, les batteries remplies de l'électrolyte de la présente invention ont une faible surtension de la réaction d'électrode et une faible résistance interne.In addition, the batteries filled with the electrolyte of the present invention have a low overvoltage of the electrode reaction and a low internal resistance.
En conséquence, la décharge des batteries est très stable. En outre, le cycle de vie est très long (3 500 à 4 000 fois) par comparaison avec des batteries ordinaires (300 à 400 fois). Plus particulièrement, le procédé de production de l'électrolyte de l'invention est très simple. Par conséquent, les batteries utilisant l'électrolyte de l'invention, dont le coût est faible, peuvent être réalisées économiquement. As a result, the discharge of the batteries is very stable. In addition, the life cycle is very long (3,500 to 4,000 times) compared to ordinary batteries (300 to 400 times). More particularly, the process for producing the electrolyte of the invention is very simple. Consequently, the batteries using the electrolyte of the invention, the cost of which is low, can be produced economically.
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- 1987-10-14 GB GB8724074A patent/GB2196784B/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| GB8724074D0 (en) | 1987-11-18 |
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