RU2046461C1 - Process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes with current taps for sulphur-sodium cell - Google Patents

Process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes with current taps for sulphur-sodium cell Download PDF

Info

Publication number
RU2046461C1
RU2046461C1 SU925057469A SU5057469A RU2046461C1 RU 2046461 C1 RU2046461 C1 RU 2046461C1 SU 925057469 A SU925057469 A SU 925057469A SU 5057469 A SU5057469 A SU 5057469A RU 2046461 C1 RU2046461 C1 RU 2046461C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sodium
filling
tubes
potentials
electrolyte
Prior art date
Application number
SU925057469A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Вячеславович Николаев
Валерий Иванович Выбыванец
Валентин Федорович Платонов
Марат Ильясович Уразбаев
Original Assignee
Юрий Вячеславович Николаев
Валерий Иванович Выбыванец
Валентин Федорович Платонов
Марат Ильясович Уразбаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Вячеславович Николаев, Валерий Иванович Выбыванец, Валентин Федорович Платонов, Марат Ильясович Уразбаев filed Critical Юрий Вячеславович Николаев
Priority to SU925057469A priority Critical patent/RU2046461C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046461C1 publication Critical patent/RU2046461C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes made of bets-alumina is conducted by their immersion into sodium melt and by formation of difference of potentials of corresponding sign between sodium and current lead by connection to D.C. power supply source. When conductance of electrolyte reaches minimal permissible value sign of potentials is changed, conductance is restored and sign of potentials is changed again repeating this cycle till tubes are filled with excessive quantity of sodium as compared with working quantity. After this passing of excessive quantity of sodium with reversed sign of potentials is ensured and D.C. power supply source is disconnected. In process of filling of tubes with sodium the latter is agitated by action of ultrasonic oscillations. EFFECT: enhanced efficiency of filling. 2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при заправке сернонатриевых аккумуляторов жидким натрием. The invention relates to chemical current sources and can be used when refueling sodium sulfide batteries with liquid sodium.

Известен способ заполнения жидким натрием внутриэлектродного объема твердого электролита сернонатриевого аккумулятора, при котором крышку аккумулятора предварительно снабжают заправочной трубкой с временным уплотнением, откачивают из внутриэлектродного объема воздух, заполняют его газообразным аргоном и снова вакуумируют. Затем вставляют внутрь заправочной трубки заливочную трубку меньшего диаметра и заливают через нее жидкий натрий при температуре 150оС во внутриэлектродный объем, после чего вакуумируют, заливочную трубку частично выводят из заправочной трубки и последнюю затем герметизируют пережатием и сваркой. Для исключения теплового удара вследствие контакта электролитной трубки из бета-глинозема с расплавленным натрием аккумулятор предварительно подогревают, а после заправки медленно охлаждают [1]
Недостатком известного способа является необходимость проведения ряда операций в вакууме и в инертной среде, что существенно усложняет его аппаратурное оформление. Кроме того, требуется предварительная очистка натрия от различных примесей, что удорожает технологию заправки и изготовление аккумулятора в целом.
There is a method of filling with liquid sodium the interelectrode volume of a solid electrolyte of a sodium disodium battery, in which the battery cover is preliminarily provided with a refueling tube with a temporary seal, the air is pumped out of the interelectrode volume, it is filled with gaseous argon, and vacuum again. Then, the filling tube is inserted inside the pouring tube of smaller diameter and poured therethrough liquid sodium at a temperature of 150 ° C in a volume vnutrielektrodny then evacuated, the primer tube is partially withdrawn from the filling tube and the latter was then sealed with clamping and welding. To exclude thermal shock due to contact of the electrolyte tube from beta-alumina with molten sodium, the battery is preheated and slowly cooled after refueling [1]
The disadvantage of this method is the need for a number of operations in a vacuum and in an inert environment, which significantly complicates its hardware design. In addition, preliminary cleaning of sodium from various impurities is required, which increases the cost of refueling technology and the manufacture of the battery as a whole.

Известен способ заполнения жидким натрием внутриэлектродного объема твердого электролита сернонатриевого аккумулятора, включающий операции последовательного перемещения электролитных контейнеров колб через входную нагревательную камеру, камеру заправки жидким натрием, где после заправки натрия в колбу вставляют токовый коллектор и сваривают с крышкой колбы, герметизируя ее, и выходную камеру, где заправленные колбы медленно охлаждают. Все операции осуществляют в среде инертного газа аргона, обеспечивая перекрытие (шлюзование) камер друг от друга и от внешней среды заслонками с приводом от пневмоцилиндров. Управление процессами осуществляют с единого контрольного блока [2]
Недостатки известного способа, так же как и предыдущего, заключаются в сложности его осуществления из-за необходимости проведения операций в среде инертного газа, а также в необходимости использования предварительно очищенного натрия и применения специальных средств контроля за параметрами процессов.
A known method of filling with liquid sodium the interelectrode volume of a solid electrolyte of a sodium disodium battery, including the operations of sequentially moving the electrolyte containers of the flasks through the inlet heating chamber, the refueling chamber with liquid sodium, where, after refueling with sodium, the current collector is inserted into the flask and welded to the flask lid, sealing it, and the output chamber where refilled flasks slowly cool. All operations are carried out in an inert gas of argon, providing overlapping (locking) of the chambers from each other and from the external environment by shutters driven by pneumatic cylinders. Process control is carried out from a single control unit [2]
The disadvantages of this method, as well as the previous one, are the complexity of its implementation due to the need to carry out operations in an inert gas environment, as well as the need to use pre-purified sodium and the use of special means of monitoring process parameters.

Наиболее близким к заявляемому способу заполнения натрием внутриэлектродного объема сернонатриевого аккумулятора является способ, при котором герметизированные с помощью металлокерамического узла трубки, выполненные из твердого электролита на основе бета-глинозема и имеющие внутриэлектродный объем для заполнения жидким натрием, размещают в ванне с расплавом натрия или его соединений, создают во внутриэлектродном объеме каждой трубки отрицательный, а в расплаве положительный заряды и образуют при данной полярности между ними напряжение постоянного тока, под действием которого натрий электрохимически через стенки трубок заполняет их внутриэлектродный объем [3]
Недостатком известного способа является осаждение примесей из расплава натрия и особенно из его смесей, содержащих хлориды, иодиды, гидроокиси, сульфаты и карбонаты, на внешней поверхности электролитных трубок. В результате проводимость каждой электролитной трубки по ионам натрия не только снижается, но и отличается даже в партии трубок друг от друга. При последующей эксплуатации в составе батареи отдельные аккумуляторы могут иметь существенно разные параметры и вызывать тем самым снижение характеристик батареи.
Closest to the claimed method of filling with sodium the interelectrode volume of the sodium chloride battery is a method in which tubes sealed with a ceramic-metal assembly made of solid electrolyte based on beta-alumina and having an interelectrode volume for filling with liquid sodium are placed in a bath with molten sodium or its compounds create negative charges in the interelectrode volume of each tube, and positive charges in the melt and form a voltage between them at a given polarity direct current, under which sodium electrochemically fills their interelectrode volume through the walls of the tubes [3]
The disadvantage of this method is the deposition of impurities from a sodium melt and especially from its mixtures containing chlorides, iodides, hydroxides, sulfates and carbonates, on the outer surface of electrolyte tubes. As a result, the conductivity of each electrolyte tube by sodium ions not only decreases, but also differs from each other even in the batch of tubes. During subsequent operation as part of the battery, individual batteries can have significantly different parameters and thereby cause a decrease in battery performance.

Целью изобретения является повышение качества продукции путем уменьшения степени загрязнения электролитных трубок. The aim of the invention is to improve product quality by reducing the degree of contamination of electrolyte tubes.

Цель достигается тем, что в известном способе заполнения натрием внутриэлектродного объема сернонатриевого аккумулятора, при котором герметизированную с помощью металлокерамического узла трубку, выполненную из твердого электролита на основе бета-глинозема и имеющую внутриэлектродный объем, размещают в расплаве натрия или его соединений, создают во внутриэлектродном объеме трубы отрицательный, а в расплаве натрия положительный заряды и получают при данной полярности между ними напряжение постоянного тока, в цепи электролита измеряют напряжение и ток, определяют проводимость электролита и при достижении ею минимально допустимого значения меняют полярность в цепи, восстанавливают проводимость электролита и снова меняют полярность в цепи на первоначальную, повторяют данный цикл до заполнения внутриэлектродного объема избыточным по отношению к начальному рабочему количеством натрия, после чего обеспечивают пропускание избыточного количества натрия в расплав при обратной полярности в цепи и отключают напряжение. The goal is achieved by the fact that in the known method of filling sodium into the interelectrode volume of a sodium disodium battery, in which a tube sealed with a ceramic-metal assembly made of a solid electrolyte based on beta-alumina and having an interelectrode volume is placed in a molten sodium or its compounds, it is created in the interelectrode volume the pipes are negative, and in the sodium melt positive charges are obtained at a given polarity between them a DC voltage, in the electrolyte circuit I measure voltage and current, they determine the conductivity of the electrolyte and, when it reaches the minimum acceptable value, they change the polarity in the circuit, restore the conductivity of the electrolyte and again change the polarity in the circuit to the original one, repeat this cycle until the interelectrode volume is filled with excess sodium relative to the initial working amount, after which ensure the passage of excess sodium into the melt with reverse polarity in the circuit and turn off the voltage.

Кроме того, расплав натрия перемешивают, например, путем воздействия ультразвуковыми колебаниями. In addition, the sodium melt is mixed, for example, by exposure to ultrasonic vibrations.

В предлагаемом способе, в отличие от прототипа, система расплав-электролит подвергается активному электрическому (смена полярности в цепи) и физико-механическому (ультразвук) воздействию. Причем в процессе заправки электролитных трубок жидким натрием постоянно измеряют проводимость каждой трубки, что позволяет производить отбраковку трубок непосредственно при их заправке и тем самым сократить затраты на последующий сплошной контроль. При этом изменение полярности в цепи расплав-электролит осуществляют также индивидуально для каждой трубки, предотвращая необратимое загрязнение ее поверхности осадками примесей из расплава натрия. In the proposed method, in contrast to the prototype, the melt-electrolyte system is subjected to active electrical (polarity reversal in the circuit) and physico-mechanical (ultrasound) effects. Moreover, in the process of filling electrolyte tubes with liquid sodium, the conductivity of each tube is constantly measured, which allows the rejection of the tubes directly when refueling and thereby reduce the cost of subsequent continuous monitoring. In this case, the change in polarity in the melt-electrolyte circuit is also carried out individually for each tube, preventing irreversible contamination of its surface by precipitates of impurities from the sodium melt.

В результате обратного пропускания некоторого количества чистого натрия из трубки через ее стенку в расплав внешняя поверхность трубки очищается от осадка и восстанавливается требуемый уровень проводимости электролита. Так как внутренний объем трубки превышает ее рабочий объем, заполняемый натрием, то для гарантированной очистки поверхности трубки ее заполняют практически полностью, после чего осуществляют обратное пропускание избыточного количества натрия в расплав. В случае, если ванна заполнена предварительно хорошо очищенным натрием и количество осадков на поверхности трубки невелико, то операция очистки обратным пропусканием может быть проведена только в конце заправки. При использовании различных соединений натрия количество циклов прямого и обратного пропускания может увеличиваться. Однако это не требует использования каких-либо дополнительных операций, связанных с перемещением трубок, изменением состава среды (вакуум или инертный газ) и др. что позволяет использовать достаточно простое оборудование для осуществления предлагаемого способа. As a result of the reverse passage of a certain amount of pure sodium from the tube through its wall into the melt, the outer surface of the tube is cleaned of sediment and the required level of electrolyte conductivity is restored. Since the internal volume of the tube exceeds its working volume, filled with sodium, for guaranteed cleaning of the surface of the tube it is filled almost completely, after which an excess amount of sodium is transferred back into the melt. If the bathtub is filled with previously well-purified sodium and the amount of precipitation on the surface of the tube is small, then the reverse-pass cleaning operation can be carried out only at the end of refueling. When using various sodium compounds, the number of forward and reverse transmission cycles can increase. However, this does not require the use of any additional operations associated with moving the tubes, changing the composition of the medium (vacuum or inert gas), etc., which allows the use of fairly simple equipment to implement the proposed method.

Перемешивание расплава натрия или его соединений с помощью энергии ультразвука направлено на интенсификацию процесса очистки поверхности электролитных трубок от осадков. Кроме того, происходит дегазация расплава в ванне, что предотвращает возможную закупорку поверхности трубок пузырьками газов, растворенных в расплаве, а также улучшает смачиваемость трубок расплавом и ускоряет процесс их заправки. The mixing of the sodium melt or its compounds with the help of ultrasound energy is aimed at intensifying the process of cleaning the surface of electrolyte tubes from precipitation. In addition, the degassing of the melt in the bath occurs, which prevents possible clogging of the surface of the tubes with bubbles of gases dissolved in the melt, and also improves the wettability of the tubes by the melt and speeds up the process of filling them.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа. The drawing shows a device for implementing the method.

Устройство содержит емкость 1, снабженную электронагревателями 2 и крышкой 3, в которой выполнены отверстия 4, служащие для размещения электролитных трубок, а также имеются гермоузлы для подвода напряжения, для вводов ультразвукового генератора и уровнемера. В днище емкости выполнен штуцер 5 для подачи и слива жидкого натрия. The device comprises a container 1, equipped with electric heaters 2 and a cover 3, in which openings 4 are made, which serve to accommodate electrolyte tubes, and also there are pressurized nodes for voltage supply, for inputs of an ultrasonic generator and a level gauge. In the bottom of the tank made fitting 5 for supplying and draining liquid sodium.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Заполняют предварительно нагретую емкость 1 расплавом 6 натрия (или его соединений) путем подачи его через штуцер 5 из специальной плавильной печи. Для предотвращения контакта расплава натрия с окружающим воздухом зеркало ванны защищают слоем 7 парафина. Устанавливают на емкость крышку 3, соответствующие гермоузлы которой введены щуп 8 уровнемера, вибратор 9 ультразвукового генератора. Через отверстия 4 крышки в ванну вставляют электролитные трубки 10, загерметизированные с помощью штатных металлокерамических узлов 11. Внутри трубок 10 размещен металлический фитиль 12, соединенный с металлической крышкой 13 трубки, соединенный с отрицательным полюсом регулируемого источника постоянного тока, в цепи которого имеются амперметр 14, вольтметр 15 и реле 16 времени. The preheated container 1 is filled with sodium melt 6 (or its compounds) by feeding it through the nozzle 5 from a special melting furnace. To prevent contact of the sodium melt with the surrounding air, the bath mirror is protected with a layer of 7 paraffin. A cover 3 is mounted on the container, the corresponding pressurized nodes of which are inserted into the probe 8 of the level gauge, and the vibrator 9 of the ultrasonic generator. Through the openings 4 of the lid, electrolyte tubes 10 are inserted into the bathtub, sealed with standard ceramic-metal assemblies 11. Inside the tubes 10 there is a metal wick 12 connected to the metal cover 13 of the tube connected to the negative pole of an adjustable direct current source, in the circuit of which there is an ammeter 14, voltmeter 15 and time relay 16.

Перед заполнением внутренней полости трубок 10 жидким натрием 6 подают положительный заряд на корпус емкости и включают реле 16 времени, заземляют (замыкают цепь) и повышают ток от нуля ступенями, определяемыми в процессе подъема установившимися значениями тока. При прекращении нестационарного режима устанавливают выбранный ток заполнения, непрерывно измеряют параметры цепи (напряжение и ток) и определяют проводимость каждой электролитной трубки 10. Если значение проводимости опускается до минимально допустимой величины, то полярность в цепи электролита меняют на обратную и выдерживают в течение времени, пока проводимость электролита не восстановится до заданной величины.После этого меняют полярность в цепи на первоначальную и продолжают заполнение трубки 10 натрием. Циклы изменения полярности регулируются автоматически, и последний из них заканчивается при обратной полярности, когда через стенку трубки 10 обратно в расплав 6 пропускается избыточное количество натрия, перед этим занимающее объем в верхней расширенной части электролитной трубки (в области металлокерамического узла 11). Before filling the inner cavity of the tubes 10 with liquid sodium 6, a positive charge is applied to the container body and the time relay 16 is turned on, ground (close the circuit) and increase the current from zero by steps determined by steady-state current values during the lifting process. Upon termination of the non-stationary mode, the selected filling current is established, the circuit parameters (voltage and current) are continuously measured and the conductivity of each electrolyte tube 10 is determined. If the conductivity value drops to the minimum acceptable value, then the polarity in the electrolyte circuit is reversed and held for a while the electrolyte conductivity will not be restored to a predetermined value. After this, the polarity in the circuit is changed to the initial one and the filling of the tube 10 with sodium continues. Cycles of polarity reversal are automatically controlled, and the last of them ends with reverse polarity, when an excess of sodium is passed back into the melt 6 through the wall of the tube 10, before which it occupies a volume in the upper expanded part of the electrolyte tube (in the region of the ceramic-metal unit 11).

Одновременно с электрическим током на расплав 6 натрия воздействуют ультразвуковыми колебаниями с помощью погруженного в емкость 1 вибратора 9. Уровень натрия в емкости контролируют уровнемером 8, сигнал от которого используется для подачи дополнительного количества натрия в емкость через штуцер 5. Simultaneously with the electric current, the sodium melt 6 is affected by ultrasonic vibrations using a vibrator 9 immersed in the container 1. The sodium level in the container is controlled by a level gauge 8, the signal from which is used to supply additional sodium to the container through the nozzle 5.

После окончания процесса заполнения трубку 10 отсоединяют от электрической цепи, извлекают из расплава и медленно охлаждают до комнатной температуры. After completion of the filling process, the tube 10 is disconnected from the electric circuit, removed from the melt and slowly cooled to room temperature.

П р и м е р. В заземленную емкость 1 диаметром 140 мм и высотой 240 мм помещали парафин в количестве 300 г. Емкость 1 накрывали крышкой 3 и в отверстия 4 вставляли четыре колбы 10, изготовленные из твердого электролита β-глинозема. Колба (трубка) имела внутриэлектролитный объем 91 см3 с размерами: внутренний диаметр 27 мм, высота 160 мм, толщина стенки 1 мм, ионная проводимость по Na+ при температуре 250оС 0,2 Ом-1 см-1. Металлическую крышку 13 колбы подключали к минусу стабилизированного источника тока Б5-21, а плюс источника тока Б5-21 через амперметр Н340 14, реле времени 2РВМ заземляли. Амперметр калибровали по медному кулонометру, включенному в указанную цепь. Потенциал крышки 13 записывали с помощью самопишущего вольтметра типа Н339. С помощью омического нагревателя, выполненного в виде нихромовой спирали в керамических бусах, намотанной по внешней поверхности емкости 1 и теплоизолированной войлоком из окиси алюминия, разогревали емкость 1, вентиль 5, парафин и колбы из твердого электролита до температуры 150оС с темпом 5 градусов в минуту, выдерживали в течение 0,5 ч, открывали вентиль 5 и подавали расплавленный в специальной печи натрий при температуре 150оС в емкость 1 до замыкания короткого уровнемера 8, после чего вентиль 5 закрывали и подачу натрия приостанавливали. Поднимали температуру емкости 1 и содержимого в ней до температуры 250оС. Включали контактор реле времени и ступенчато повышали ток в цепи по 2 А через 0,5 ч до требуемой величины, например 10 А.PRI me R. 300 g of paraffin was placed in a grounded container 1 with a diameter of 140 mm and a height of 240 mm. Capacity 1 was covered with a lid 3 and four flasks 10 made of solid β-alumina electrolyte were inserted into openings 4. Flask (tube) was vnutrielektrolitny volume of 91 cm 3 with dimensions: internal diameter 27 mm, height 160 mm, wall thickness 1 mm, the ionic conductivity of Na + at a temperature of 250 C. 0.2 ohm -1 cm -1. The metal cap 13 of the flask was connected to the negative of the stabilized current source B5-21, and the plus of the current source B5-21 through ammeter H340 14, the 2RVM time relay was grounded. The ammeter was calibrated using a copper coulometer included in the indicated circuit. The potential of the cover 13 was recorded using a H339 type recording voltmeter. With ohmic heater formed as a Nichrome spiral in ceramic beads, wound on the outer surface of the container 1 and the thermally insulated felt of alumina warmed tank 1, valve 5, the wax and the flasks of the solid electrolyte to a temperature of 150 ° C with a rate of 5 degrees per per minute, held for 0.5 hour, open valve 5 and fed to the molten sodium in a special furnace at 150 ° C in the container 1 until the short-circuit level gauge 8, after which valve 5 closed and the sodium flow is suspended. Raising the temperature of the container 1 and contents therein to a temperature of 250 ° C. The time switch includes a contactor and stepwise increased current in the circuit at 2 amps at 0.5 h to a desired value, for example 10 A.

При размыкании цепи длинного уровнемера 8, установленного на 5 ниже короткого, вентиль 5 открывали и вводили новую порцию натрия в емкость 1 до замыкания короткого уровнемера 8. На каждой ступени тока записывали изменение напряжения в цепи с помощью самопишущего вольтметра типа Н339 до установившегося значения. При выбранном токе 10 А электрохимического процесса заполнения (определяется критической плотностью тока, для применяемого твердого электролита и конструкции предельный ток 100 А, j ≈1 A/см2) фиксировали начальное установившееся значение напряжения 0,04 В (40 mV), определяли начальную проводимость колбы σ =

Figure 00000001
Figure 00000002
250 Ом-1 250 Ом-1, что соответствовало исходной удельной проводимости твердого электролита
σуд=
Figure 00000003
Figure 00000004
0,22 Ом-1см-1 где l толщина стенки колбы 0,1 см;
R общее сопротивление колбы, 4˙ 10-3 Ом;
S общая площадь колбы, равная 114 см2.When the circuit of the long level gauge 8, set 5 lower than the short one, was opened, valve 5 was opened and a new portion of sodium was introduced into the tank 1 until the short level gauge 8 was closed. At each current level, the voltage change in the circuit was recorded using a self-recording voltmeter type H339 to a steady state. At a selected current of 10 A of the electrochemical filling process (determined by the critical current density, for the applied solid electrolyte and design, the limiting current of 100 A, j ≈ 1 A / cm 2 ), the initial steady-state voltage value of 0.04 V (40 mV) was recorded, and the initial conductivity was determined flasks σ =
Figure 00000001
Figure 00000002
250 Ohm -1 250 Ohm -1 , which corresponded to the original conductivity of the solid electrolyte
σ beats =
Figure 00000003
Figure 00000004
0.22 Ohm -1 cm -1 where l is the flask wall thickness of 0.1 cm;
R the total resistance of the bulb, 4˙ 10 -3 Ohm;
S a total flask area of 114 cm 2 .

Процесс заполнения продолжали до повышения напряжения на колбе от исходного значения 0,04 до 0,4 В, которое происходило в течение 2 ч для применяемого технического натрия (ГОСТ 3273-75) общие примеси ≈0,3%). The filling process was continued until the voltage on the flask increased from the initial value of 0.04 to 0.4 V, which took 2 hours for the technical sodium used (GOST 3273-75), total impurities ≈0.3%).

При этом проводимость колбы снижалась до 25 Ом-1 за счет примесей, находящихся в натрии.In this case, the conductivity of the flask decreased to 25 Ohm -1 due to impurities present in sodium.

Меняли полярность источника Б5-21 и включали вибратор 9, через 5-10 мин исходная проводимость 250 Ом-1 восстанавливалась, снова меняли полярность источника Б5-21 и процесс заполнения внутриэлектролитного объема повторяли.The polarity of the source B5-21 was changed and the vibrator 9 was turned on, after 5-10 minutes the initial conductivity of 250 Ohm -1 was restored, the polarity of the source B5-21 was again changed, and the process of filling the interelectrolyte volume was repeated.

При циклировании таким образом постоянно считали количество электричества по амперметру и эпизодически для калибровки амперметра и процесса переноса заряда ионами натрия по медному кулонометру. При зарядной емкости (взятой в качестве примера колбы из твердого электролита), равной 65 А ˙ч, процесс заполнения проводили по схеме, показанной в таблице. When cycling in this way, the amount of electricity was constantly counted by the ammeter and occasionally to calibrate the ammeter and the process of charge transfer by sodium ions on a copper coulometer. With a charging capacity (taken as an example of a solid electrolyte flask) equal to 65 A ˙ h, the filling process was carried out according to the scheme shown in the table.

Общее количество электричества, перенесенное ионами натрия в межэлектролитный объем, в этом случае было равно 65 А˙ ч. The total amount of electricity transferred by sodium ions to the interelectrolyte volume, in this case, was 65 Ah.

В случае сильного эагрязнения Na примесями (натрий, очищенный механически от предохранительной смазки, без вакуумного дегазирования) проводили еще дополнительный цикл заряда 10А в течение 1 ч и такой же цикл с изменением направления тока при включенном вибраторе 9. In the case of severe Na contamination with impurities (sodium, mechanically purified from safety lubricant, without vacuum degassing), an additional 10A charge cycle was carried out for 1 h and the same cycle with a change in the direction of the current when the vibrator 9 was turned on.

По окончании процесса заполнения температуру емкости 1 снижали до 150оС, колбы вынимали из отверстий 4 крышки 3 и охлаждали естественным образом в боксе, заполненном аргоном. При заполнении натрием колбы из твердого электролита β-глинозема в вакууме или среде нейтрального газа защитные материалы типа парафин можно не использовать.Upon completion of the filling process the temperature of the container 1 was lowered to 150 ° C, the flask was removed from the openings 4 of the cover 3 and naturally cooled in a box filled with argon. When sodium flasks are filled with solid β-alumina electrolyte in a vacuum or in a neutral gas medium, paraffin protective materials can be omitted.

При извлечении колбы из емкости 1 на поверхности твердого электролита сохранялась монослойная пленка парафина, которая может играть положительную роль при защите электролита от влаги окружающей среды, практически не ухудшая свойств серно-натриевого аккумулятора при их применении. При желании монослойную пленку легко снимали обезгаживанием колбы при 350оС в вакуумной камере.When the flask was removed from the container 1, a monolayer paraffin film was preserved on the surface of the solid electrolyte, which can play a positive role in protecting the electrolyte from environmental moisture, practically without affecting the properties of the sodium-sulfur battery in their application. If desired, the monolayer film is easily removed degassing flasks at 350 C. in a vacuum chamber.

Использование предлагаемого способа в сравнении с прототипом позволяет уменьшить загрязнение электролитных колб примесями, содержащимися в натрии, и интенсифицировать процесс их заполнения. Отбраковка колб непосредственно в процессе заполнения снижает затраты на последующий контроль полученных изделий и повышает эксплуатационную надежность многоэлементных аккумуляторных батарей. Using the proposed method in comparison with the prototype allows to reduce the contamination of electrolyte flasks with impurities contained in sodium, and to intensify the process of filling them. The rejection of the flasks directly in the process of filling reduces the cost of subsequent control of the received products and increases the operational reliability of multi-cell batteries.

Claims (2)

1. СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ НАТРИЕМ ВНУТРЕННЕГО ОБЪЕМА ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТНЫХ ТРУБОК С ТОКООТВОДОМ ДЛЯ СЕРНОНАТРИЕВОГО АККУМУЛЯТОРА, выполненных на основе бета-глинозема, путем их погружения в расплав натрия и создания разности потенциалов соответствующего знака между натрием и токоотводом трубок путем подключения к внешнему источнику постоянного тока, отличающийся тем, что при достижении минимально допустимого значения проводимости электролита меняют знак потенциалов, восстанавливают проводимость электролита и снова меняют знак потенциалов, повторяя данный цикл до заполнения трубок избыточным количеством натрия по отношению к рабочему, после чего обеспечивают удаление избыточного количества натрия при обратном знаке потенциалов и отключают источник постоянного тока. 1. METHOD FOR FILLING SODIUM WITH INTERNAL VOLUME OF SEALED ELECTROLYTE TUBES WITH SURFACE TREATMENT FOR SODIUM SODIUM BATTERY, made on the basis of beta-alumina, by immersing them in the sodium melt and creating a voltage difference between them from the drain to the current source that when the minimum permissible value of the electrolyte conductivity is reached, the sign of the potentials is changed, the electrolyte conductivity is restored, and the sign changes again to the potentials, repeating this cycle until the filling tubes excess amount of sodium with respect to the working, after which provides removal of excess amounts of sodium potentials with opposite sign on and off the constant current source. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав натрия перемешивают, например, путем воздействия ультразвуковыми колебаниями. 2. The method according to claim 1, characterized in that the sodium melt is mixed, for example, by exposure to ultrasonic vibrations.
SU925057469A 1992-07-31 1992-07-31 Process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes with current taps for sulphur-sodium cell RU2046461C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925057469A RU2046461C1 (en) 1992-07-31 1992-07-31 Process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes with current taps for sulphur-sodium cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925057469A RU2046461C1 (en) 1992-07-31 1992-07-31 Process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes with current taps for sulphur-sodium cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2046461C1 true RU2046461C1 (en) 1995-10-20

Family

ID=21610972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925057469A RU2046461C1 (en) 1992-07-31 1992-07-31 Process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes with current taps for sulphur-sodium cell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046461C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7279902B2 (en) * 2003-05-09 2007-10-09 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Battery characteristic evaluation device and battery characteristic evaluating method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент Великобритании N 2061598, кл. H 01M 10/39, 1981. *
2. Заявка РСТ N 89/01244, кл. H 01M 10/39, B 65B 31/02, 1989. *
3. Заявка Японии N 62-232870, кл. H 01M 10/39, 1987. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7279902B2 (en) * 2003-05-09 2007-10-09 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Battery characteristic evaluation device and battery characteristic evaluating method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0902987B1 (en) Electrochemical cell
US4216273A (en) Electrochemical device with solid separator and solid electrolyte
US4002807A (en) Alkali metal, sulfur battery or cell with single phase sulfur electrode
CA1280157C (en) Electrochemical cell
KR20130129993A (en) Moderate temperature sodium battery
US4038465A (en) Sodium sulfur battery or cell with external storage
RU2046461C1 (en) Process of filling with sodium of internal volume of leak-tight electrolyte tubes with current taps for sulphur-sodium cell
Tiedemann Electrochemical behavior of the fluorographite electrode in nonaqueous media
Qingfeng et al. Electrochemical Deposition of Aluminum from NaCl‐AlCl3 Melts
CN106093585B (en) A kind of sodium-sulphur battery solid electrolyte tube sodium ion method of measuring resistivity
Plambeck et al. Electrochemistry of the lithium hydride cell
US4112203A (en) Alkali metal/sulfur battery
CA1062770A (en) Sodium-sulphur electrochemical generator
JPH0546069B2 (en)
US4189530A (en) Sodium insert container for a sodium-sulfur cell and method
González et al. Transition between two dendritic growth mechanisms in electrodeposition
CN205958650U (en) Sodium -sulfur cell solid electrolyte pipe sodium ion resistivity test device
US5462818A (en) High temperature sodium-graphite electrochemical cell
US3844842A (en) Insulating seal for molten salt battery
Li et al. Electrochemical deposition of aluminum from NaCl-AlCl3 melts
US4370394A (en) Salt composition usable as a fused electrolyte in accumulators
US5554411A (en) Treatment of solid electrolytes to promote wettability
Napast et al. Preparation and Electrochemical Characterization of Aluminium Liquid Battery Cells With Two Different Electrolytes (NaCl-BaCl 2-AlF 3-NaF and LiF-AlF 3-BaF 2).
US3525645A (en) Silver chloride battery and method of operating same
JP2022103899A (en) Lid and sealed battery