RU2612721C2 - Molten electrolyte for chemical current source - Google Patents

Molten electrolyte for chemical current source

Info

Publication number
RU2612721C2
RU2612721C2 RU2015124186A RU2015124186A RU2612721C2 RU 2612721 C2 RU2612721 C2 RU 2612721C2 RU 2015124186 A RU2015124186 A RU 2015124186A RU 2015124186 A RU2015124186 A RU 2015124186A RU 2612721 C2 RU2612721 C2 RU 2612721C2
Authority
RU
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
lithium
potassium
electrolyte
chemical
current
Prior art date
Application number
RU2015124186A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015124186A (en )
Inventor
Евгений Иванович Фролов
Максим Олегович Шашков
Иван Кириллович Гаркушин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет"
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
Grant date

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; MISCELLANEOUS COMPOSITIONS; MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the development of compositions comprising bromides, metavanadates, lithium and potassium molybdates, which are used as fusible electrolytes in chemical current sources. The composition contains potassium bromide and lithium metavanadate. The compound LiKMoO4, consisting of lithium and potassium molybdate, is introduced.
EFFECT: reducing the specific enthalpy and the melting temperature in the electrolyte.
1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке составов, включающих бромиды, метаванадаты, молибдаты калия и лития, которые можно применять в качестве расплавляемых электролитов в химических источниках тока. The invention relates to electrical industry, in particular to the development of compositions comprising bromides, metavanadate, potassium molybdates and lithium, which may be used as a fusible electrolyte in chemical current sources.

Существует состав, содержащий бромид калия и метаванадат лития. There composition containing potassium bromide and lithium metavanadate. Температура плавления смеси 510°С, удельная энтальпий плавления 477 Дж/г (Золотухина Е.В., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Трехкомпонентная взаимная система Li,K||Br,VO 3 // «Журнал неорганической химии». -2013. - Т. 52. - №12. - С. 2095-2098). The melting point of the mixture 510 ° C, the specific enthalpy of fusion 477 J / g (Zolotukhin EV Gubanova TV, Garkushin IK mutual ternary system Li, K || Br, VO 3 // "Journal of Inorganic Chemistry "-2013 -.. T. 52. - №12 -. pp 2095-2098). Данный состав имеет высокие значения удельной энтальпии и температуры плавления. This composition has high specific enthalpy and the melting temperature.

Также известна эвтектическая смесь, содержащая бромид калия, метаванадат и молибдат лития с температурой плавления смеси 440°С и удельной энтальпией плавления 186 Дж/г (Е.И. Фролов, М.О. Шашков, И.К. Гаркушин. Изучение стабильного секущего треугольника KBr-LiVO 3 -Li 2 MoO 4 в четырехкомпонентной взаимной системе Li, K||Br, VO 3 , MoO 4 . «Журнал неорганической химии». - 2015. - Т. 60. - №3. С. 392-396). Also known eutectic mixture comprising bromide, potassium metavanadate and lithium molybdate, melting the mixture 440 ° C and a specific enthalpy of fusion of 186 J / g (EI Frolov, MO Shashkoff, IK Garkushin. Secant Stability Study triangle KBr-LiVO 3 -Li 2 MoO 4 in mutual quaternary system Li, K || Br, VO 3, MoO 4, "Journal of inorganic chemistry" -.., 2015. - V. 60. -. №3 pp 392-396 ).

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-LiVO 3 -KBr (Дорошева (Золотухина) Е.В., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Стабильный тетраэдр LiF-LiVO 3 -KBr-KVO 3 четырехкомпонентной взаимной системы Li, K||F, Br, VO 3 . Башкирский хим. журнал. - 2013. - Т. 20, №1. С. 43-45). The closest to the claimed composition at a temperature and components of the system is a low melting composition LiF-LiVO 3 -KBr (Dorosheva (Zolotukhin) EV Gubanova TV, Garkushin IK regular tetrahedron LiF-LiVO 3 -KBr-KVO .. 3 quaternary reciprocal system Li, K || F, Br, VO 3 Bashkir chemical journal -. 2013. -. T. 20, №1 pp 43-45). Недостатками данного состава являются относительно высокая удельная энтальпия плавления 146 Дж/г и температура плавления 462°С. Disadvantages of this composition are relatively high specific melting enthalpy of 146 J / g and a melting point of 462 ° C.

Настоящее изобретение позволяет снизить удельную энтальпию и температуру плавления. The present invention reduces the specific enthalpy and the melting temperature.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известным заключается в том, что для снижения удельной энтальпии и температуры плавления в электролит, содержащий бромид калия и метаванадат лития, введено соединение LiKMoO 4 , состоящее из молибдатов калия и лития, при следующем соотношении компонентов, мас.%: The novelty of the claimed composition as compared to the known is that to reduce the specific enthalpy and the melting temperature of the electrolyte containing potassium bromide and metavanadate, lithium administered compound LiKMoO 4 consisting of molybdates potassium and lithium, with the following component ratio, wt.%:

бромид калия potassium bromide 10,1-11,1 10,1-11,1
метаванадат лития lithium metavanadate 22,4-23,5 22,4-23,5
молибдат калия potassium molybdate 38,1-39,0 38,1-39,0
молибдат лития lithium molybdate 27,9-28,5 27,9-28,5

Примеры конкретного исполнения Examples of specific performance

Пример 1 EXAMPLE 1

Переплавляют в печи шахтного типа безводные соли 1,05 г (10,5 мас. %) бромида калия + 2,28 г (22,8 мас. %) метаванадата лития + 2,81 г (28,1 мас. %) молибдата лития + 3,86 г (38,6 мас. %) молибдата калия. Melted in the furnace of shaft type anhydrous salt 1.05 g (10.5 wt.%) Potassium bromide 2.28 g (22.8 wt.%) + Lithium metavanadate, 2.81 g (28.1 wt.%) Molybdate lithium + 3.86 g (38.6 wt.%) potassium molybdate. Температура плавления смеси 417°С, удельная энтальпия плавления 87 Дж/г. The melting point of the mixture 417 ° C, the specific melting enthalpy 87 J / g.

Энтальпия плавления составов измерялась нами методом количественного ДТА. Enthalpy of melting compositions was measured by quantitative contact DTA. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (K 2 Cr 2 O 7 , плавится при температуре 398°С, 125,7 Дж/г). Filmed three curves on heating and cooling the test eutectic composition and the reference material (K 2 Cr 2 O 7, melts at a temperature of 398 ° C, 125.7 J / g). Площади пиков дифференциальных кривых на диаграммах ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе. Peak areas of differential curves in diagrams restricted in accordance with the recommendations of the International Committee for Standardization in thermal analysis.

Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле: Calculation of the specific enthalpy of melting of the composition was carried out according to the formula:

Figure 00000001
, .

где Δ t H эт - удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, Дж/г; where Δ t H fl - specific enthalpy of the phase transition of the reference material close in phase transition temperature to the test composition J / g; S E , S эт. S E, S et. - площади пиков ифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; - peak area ifferentsialnyh curves corresponding to the melting of the eutectic structure and the phase transition of the reference material, respectively; T E , T эт - температуры плавления (K) эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно. T E, T et - Melting temperature (K) eutectic composition and phase transition of the reference material, respectively.

Пример 2 EXAMPLE 2

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,11 г (11,1 мас. %) бромида калия + 2,27 г (22,7 мас. %) метаванадата лития + 2,79 г (27,9 мас. %) молибдата лития + 3,83 г (38,3 мас. %) молибдата калия. Under the conditions of Example 1 are melted anhydrous salt 1.11 g (11.1 wt.%) + Potassium bromide 2.27 g (22.7 wt.%) + Lithium metavanadate, 2.79 g (27.9 wt.%) Molybdate lithium + 3.83 g (38.3 wt.%) potassium molybdate. Температура плавления смеси 419°С, удельная энтальпия плавления 82 Дж/г. The melting point of the mixture 419 ° C, the specific melting enthalpy 82 J / g.

Пример 3 EXAMPLE 3

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,04 г (10,4 мас. %) бромида калия + 2,35 г (23,5 мас. %) метаванадата лития + 2,80 г (28,0 мас. %) молибдата лития + 3,81 г (38,1 мас. %) молибдата калия. Under the conditions of Example 1 are melted anhydrous salt 1.04 g (10.4 wt.%) + Potassium bromide 2.35 g (23.5 wt.%) + Lithium metavanadate 2.80 g (28.0 wt.%) Molybdate lithium + 3.81 g (38.1 wt.%) potassium molybdate. Температура плавления смеси 419°С, удельная энтальпия плавления 75 Дж/г. The melting point of the mixture 419 ° C, the specific melting enthalpy 75 J / g.

Пример 4 EXAMPLE 4

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,01 г (10,1 мас. %) бромида калия + 2,24 г (22,4 мас. %) метаванадата лития + 2,85 г (28,5 мас. %) молибдата лития + 3,90 г (39,0 мас. %) молибдата калия. Under the conditions of Example 1 are melted anhydrous salt 1.01 g (10.1 wt.%) + Potassium bromide 2.24 g (22.4 wt.%) + Lithium metavanadate 2.85 g (28.5 wt.%) Molybdate lithium + 3.90 g (39.0 wt.%) potassium molybdate. Температура плавления смеси 421°С, удельная энтальпия плавления 81 Дж/г. The melting point of the mixture 421 ° C, the specific melting enthalpy 81 J / g.

За указанными пределами концентраций наблюдается неоднофазность составов вследствие повышения температуры плавления, отличной от эвтектической. For these limits the concentrations observed neodnofaznost compositions due to higher melting temperature than the eutectic.

В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств, предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа. The table shows the comparative characteristics of the physico-chemical properties of the proposed composition and the composition selected as a prototype.

Figure 00000002

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав имеет более низкую температуру плавления на 89-93°С, а удельную энтальпию плавления по сравнению с прототипом ниже на 390-402 Дж/г, что значительно снижает энергозатраты на плавление состава и приведение его в рабочее состояние, при этом расширяет диапазон использования состава по температуре. From the results table it shows that the proposed composition has a lower melting point at 89-93 ° C, and a specific melting enthalpy, compared to the prototype below 390-402 J / g, which substantially reduces the energy required for melting the composition and bringing it into the working state , thus expanding the range of use temperature of the composition.

Claims (2)

  1. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий бромид калия и метаванадат лития, отличающийся тем, что введено соединение LiKMoO 4 , состоящее из молибдатов калия и лития, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Melted electrolyte of the electrochemical cell comprising potassium metavanadate and lithium bromide, characterized in that the compound introduced LiKMoO 4 consisting of molybdates potassium and lithium, with the following component ratio, wt.%:
  2. бромид калия potassium bromide 10,1-11,1 10,1-11,1 метаванадат лития lithium metavanadate 22,4-23,5 22,4-23,5 молибдат калия potassium molybdate 38,1-39,0 38,1-39,0 молибдат лития lithium molybdate 27,9-28,5 27,9-28,5
RU2015124186A 2015-06-22 2015-06-22 Molten electrolyte for chemical current source RU2612721C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124186A RU2612721C2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Molten electrolyte for chemical current source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124186A RU2612721C2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Molten electrolyte for chemical current source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015124186A true RU2015124186A (en) 2017-01-10
RU2612721C2 true RU2612721C2 (en) 2017-03-13

Family

ID=57955628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124186A RU2612721C2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Molten electrolyte for chemical current source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612721C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2547701A (en) * 1947-07-17 1951-04-03 Us Rubber Co Soluble fusible unsaturated halogen-containing resins made by polymerization of di-2-alkenyl ester of an alpha-ethylenic dicarboxylic acid in the presence of a bromomethane compound typified by bromotrichloromethane
US4405416A (en) * 1980-07-18 1983-09-20 Raistrick Ian D Molten salt lithium cells
RU2012123930A (en) * 2012-06-08 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" The electrolyte for chemical current sources

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2547701A (en) * 1947-07-17 1951-04-03 Us Rubber Co Soluble fusible unsaturated halogen-containing resins made by polymerization of di-2-alkenyl ester of an alpha-ethylenic dicarboxylic acid in the presence of a bromomethane compound typified by bromotrichloromethane
US4405416A (en) * 1980-07-18 1983-09-20 Raistrick Ian D Molten salt lithium cells
RU2012123930A (en) * 2012-06-08 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" The electrolyte for chemical current sources
RU2506669C1 (en) * 2012-06-08 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" Electrolyte for chemical current sources

Also Published As

Publication number Publication date Type
RU2015124186A (en) 2017-01-10 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fox et al. Flammability, thermal stability, and phase change characteristics of several trialkylimidazolium salts
Ruff The imidodisulfuryl fluoride ion
US6326104B1 (en) Electrolytes for lithium rechargeable cells
Paillard et al. Electrochemical and physicochemical properties of PY14FSI-based electrolytes with LiFSI
DE19829030C1 (en) Lithium bisoxalatoborate used as conducting salt in lithium ion batteries
McOwen et al. Concentrated electrolytes: decrypting electrolyte properties and reassessing Al corrosion mechanisms
Wang et al. Lithium–antimony–lead liquid metal battery for grid-level energy storage
Hu et al. Novel room temperature molten salt electrolyte based on LiTFSI and acetamide for lithium batteries
Lascaud et al. Phase diagrams and conductivity behavior of poly (ethylene oxide)-molten salt rubbery electrolytes
Lucas et al. Expedient synthesis of symmetric aryl ketones and of ambient-temperature molten salts of imidazole
KOBAYASHI et al. Studies on organic fluorine compounds. VII. Trifluoromethylation of aromatic compounds
WO2009123328A1 (en) Sulfonylimide salt and method for producing the same
Kubota et al. Novel inorganic ionic liquids possessing low melting temperatures and wide electrochemical windows: Binary mixtures of alkali bis (fluorosulfonyl) amides
US4839249A (en) Low temperature molten composition comprised of ternary alkyl sulfonium salts
Wenker Syntheses from Ethanolamine. V. Synthesis of Δ2-Oxazoline and of 2, 2'-Δ2-Dioxazoline
CN102074734A (en) Electrolyte solution of fluorine-containing lithium sulfonimide salt and application thereof
Yamada et al. Hydrate-melt electrolytes for high-energy-density aqueous batteries
Patel et al. Application of in operando UV/vis spectroscopy in lithium–sulfur batteries
WO2011065502A1 (en) Fluorosulfonyl imide salt and method for producing fluorosulfonyl imide salt
WO2011085966A1 (en) Method for producing perfluoroalkyl cyanoborates or perfluoroalkyl cyanofluoroborates
JP2004307481A (en) Lithium ionic liquid and nonaqueous electrolytic liquid using the same
Wang et al. Microscopic origin of the p-type conductivity of the topological crystalline insulator SnTe and the effect of Pb alloying
EP0731518A1 (en) Perfluoroalkylsulfonates, sulfonimides, and sulfonyl methides, and electrolytes containing them
Strickler et al. A Thermodynamic Study of the Lead-Bismuth System
Kim et al. N-Butyl-N-methylmorpholinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide–PVdF (HFP) gel electrolytes