RU2213384C1

RU2213384C1 - Solid electrolyte

Info

Publication number: RU2213384C1
Application number: RU2002101338A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Архипова; А.М. Михайлова; Л.Д. Леонтьева; Е.В. Третьяченко
Original assignee: Саратовский государственный технический университет
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-09-27

Abstract

FIELD: chemical current supplies; solid- state lithium current supplies. SUBSTANCE: material for lithium-conducting solid electrolyte is solid solution of following composition: Li₂S•nSb₂S₃(n = 4,5,6),; this composition is obtained at synthesis temperature of 600-700 C. Such low synthesis temperature provides for facilitated manufacture of solid electrolyte. EFFECT: enhanced electric conductivity and reduced cost of materials for electrolyte manufacture. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химическим источникам тока, а именно к материалу для литийпроводящего твердого электролита, используемого в твердотельных литиевых источниках тока. The invention relates to chemical current sources, and in particular to a material for lithium-conducting solid electrolyte used in solid-state lithium current sources.

Известен литийпроводящий твердый электролит общей формулой Li₂TiGeО₅ [1] .Known lithium conductive solid electrolyte by the General formula Li ₂ TiGeO ₅ [1].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является литийпроводящий твердый электролит состава Li_1,3•Al_0,3•Ti_1,7(PО₄)₃(WО₄)_0,1 с электропроводностью при комнатной температуре 8-10•10^-4 См/см [2].The closest in technical essence to the claimed invention is a lithium-conducting solid electrolyte of the composition Li _1.3 • Al _0.3 • Ti _1.7 (PO ₄ ) ₃ (WO ₄ ) _0.1 with an electrical conductivity at room temperature of 8-10 • 10 ^{- 4} S / cm [2].

Недостатками данного изобретения являются: низкая электропроводность твердого электролита, способ изготовления твердого электролита, требующий очень высоких температур 1000-1100^oС.The disadvantages of this invention are: low electrical conductivity of a solid electrolyte, a method of manufacturing a solid electrolyte, requiring very high temperatures of 1000-1100 ^o C.

Задачей данного изобретения является увеличение электропроводности твердого электролита, применение дешевых материалов и более простого способа изготовления твердого электролита за счет снижения температур синтеза. The objective of the invention is to increase the electrical conductivity of a solid electrolyte, the use of cheap materials and a simpler method of manufacturing a solid electrolyte by lowering the synthesis temperature.

Поставленная задача решается таким образом, что в предлагаемом твердом электролите материалом служит твердый раствор состава: Li₂S•nSb₂S₃ (n= 4,5,6).The problem is solved in such a way that in the proposed solid electrolyte, the material is a solid solution of the composition: Li ₂ S • nSb ₂ S ₃ (n = 4,5,6).

Новым в предложенном техническом решении является то, что получен опытным путем новый литийпроводящий твердый электролит с более высокой электропроводностью при комнатной температуре. New in the proposed technical solution is that empirically obtained a new lithium-conducting solid electrolyte with higher electrical conductivity at room temperature.

Технический результат - увеличение электропроводности твердого электролита достигается за счет использования в качестве материала электролита твердого раствора состава Li₂S•nSb₂S₃ (n=4,5,6).EFFECT: increased conductivity of a solid electrolyte is achieved by using a solid solution of the composition Li ₂ S • nSb ₂ S ₃ (n = 4,5,6) as the electrolyte material.

Вся совокупность существенных признаков достаточна для обеспечиваемого изобретением технического результата - увеличение электропроводности твердого электролита, которое подтверждается лабораторными испытаниями. The entire set of essential features is sufficient for the technical result provided by the invention — an increase in the electrical conductivity of a solid electrolyte, which is confirmed by laboratory tests.

Предлагается способ получения твердого электролита: смеси Li₂S и nSb₂S₃, определенного мольного состава (n принимает значения 4, 5, 6) плавят в вакууме в запаянных кварцевых ампулах при температуре 600-700^oС, до тех пор, пока они становятся совершенно гомогенными. Охлажденный твердый раствор Li₂S•nSb₂S₃ измельчают в порошок в ступке и прессуют при давлении 5000 кг/см² в гранулы диаметром 5 мм и толщиной 1 мм.A method for producing a solid electrolyte is proposed: mixtures of Li ₂ S and nSb ₂ S ₃ , of a certain molar composition (n takes values 4, 5, 6) are melted in vacuum in sealed quartz ampoules at a temperature of 600-700 ^o C, until they become completely homogeneous. The cooled solid solution Li ₂ S • nSb ₂ S _{3 is} ground into powder in a mortar and pressed at a pressure of 5000 kg / cm ² into granules with a diameter of 5 mm and a thickness of 1 mm.

Электропроводность полученного твердого электролита при комнатной температуре составляет 1-5•10^-3См/см.The electrical conductivity of the obtained solid electrolyte at room temperature is 1-5 • 10 ^-3 S / cm.

Технические характеристики предлагаемого твердого электролита представлены в таблице. Technical characteristics of the proposed solid electrolyte are presented in the table.

Сопоставительный анализ результатов испытаний известного и заявляемого твердых электролитов показывает, что заявляемый твердый электролит имеет электропроводность на порядок выше и температура синтеза ниже в 1,5 раза. A comparative analysis of the test results of the known and claimed solid electrolytes shows that the inventive solid electrolyte has an electrical conductivity of an order of magnitude higher and a synthesis temperature lower by 1.5 times.

Использование предлагаемого твердого электролита позволяет повысить элекрические характеристики литиевого источника тока. Using the proposed solid electrolyte can improve the electrical characteristics of a lithium current source.

Источники информации
1. Киреев В.В., Якубович О.В., Иванов-Шиц А.К. Рост, структура и электрофизические свойства монокристаллов Li₂TiGeO₅//Координационная химия. -2001. -Т.27. - 1. -С.34-41.Sources of information
1. Kireev VV, Yakubovich OV, Ivanov-Shits A.K. Growth, structure, and electrophysical properties of Li ₂ TiGeO ₅ single crystals // Coordination Chemistry. -2001. -T.27. - 1. -P.34-41.

2. Громов О.Г., Куншина Г.Б. Ионная проводимость электролитов на основе LiI•3AlO•2TiI•7(PO₄)₃//Прикладная химия. -1996. -Т.68. - 3.- С.433-437.2. Gromov O. G., Kunshina G. B. Ionic conductivity of electrolytes based on LiI • 3AlO • 2TiI • 7 (PO ₄ ) ₃ // Applied Chemistry. -1996. -T.68. - 3.- S. 433-437.

Claims

Solid lithium-conducting electrolyte for a lithium current source obtained by high-temperature synthesis of a mixture of components in vacuum in the form of a solid solution, characterized in that the solid solution has the following composition Li ₂ S • nSb ₂ S ₃ (n = 4,5,6), obtained at the synthesis temperature of 600-700 ^o C.