RU2633386C2 - Method for manufacturing superthin thermal insulation for thermal lithium current source - Google Patents

Method for manufacturing superthin thermal insulation for thermal lithium current source Download PDF

Info

Publication number
RU2633386C2
RU2633386C2 RU2016109175A RU2016109175A RU2633386C2 RU 2633386 C2 RU2633386 C2 RU 2633386C2 RU 2016109175 A RU2016109175 A RU 2016109175A RU 2016109175 A RU2016109175 A RU 2016109175A RU 2633386 C2 RU2633386 C2 RU 2633386C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermal insulation
solid phase
chrysotile asbestos
thermal
manufacturing
Prior art date
Application number
RU2016109175A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016109175A (en
Inventor
Владимир Александрович Архипенко
Александр Иванович Карцев
Сергей Александрович Мартынов
Валентин Иванович Кондратенков
Александр Сергеевич Луппов
Original Assignee
Акционерное общество АО "Энергия"
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 Акционерное общество АО "Энергия" filed Critical Акционерное общество АО "Энергия"
Priority to RU2016109175A priority Critical patent/RU2633386C2/en
Publication of RU2016109175A publication Critical patent/RU2016109175A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633386C2 publication Critical patent/RU2633386C2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/045—Cells or batteries with folded plate-like electrodes
    • H01M10/0454—Cells or batteries with electrodes of only one polarity folded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/10—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
    • 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

  • Filtering Materials (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method for manufacturing flexible thermal insulation by means of precipitating the aqueous suspension of the solid phase components (chrysotile asbestos and trichloride dihydrogen powder (Cr2O3) consists in preparing the solid phase (S), for this purpose, chrysotile asbestos is hydromechanically combed, after which said components are taken by weight: hydromechanically combed chrysotile asbestos 75±1%, trichloride dihydroxide powder (Cr2O3) 25±1%; are dissolved in water (L) at a mass ratio S:L as 1:1000 and precipitated on the filter material surface at the rate of 0.003 g/cm2 of dry substance.
EFFECT: invention allows to obtain flexible thermal insulation for small-sized and miniature thermal chemical current sources.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока (в дальнейшем ТХИТ), а также в приборостроении.The invention relates to electrical engineering and can be used in the production of thermal chemical current sources (hereinafter TCIT), as well as in instrumentation.

Тепловая изоляция в ТХИТ является важнейшим конструктивным элементом, определяющим энергетические параметры источника тока. Однако существующие в промышленности виды теплоизоляции не всегда могут быть использованы как по своим физико-механическим и теплофизическим свойствам, так и из-за особенностей конструкции и работы ТХИТ.Thermal insulation in TCIT is the most important structural element that determines the energy parameters of a current source. However, the types of thermal insulation existing in industry can not always be used both in terms of their physicomechanical and thermophysical properties, and because of the design and operation of the TCIT.

Известен способ изготовления тепловой изоляции [Патент RU №2475897, кл. Н01М 6/36, 06.07.2011 г.] путем прессования теплоизоляционных прокладок из композиции, включающей высокодисперсный оксид кремния, оксид хрома, супертонкое кремнеземное волокно и фенол-формальдегидную смолу. Способ позволяет получить теплоизоляционные прокладки с теплопроводностью 0,027 Вт/м⋅град. Тепловая изоляция обладает высокой механической прочностью, выдерживает воздействие ударных нагрузок.A known method of manufacturing thermal insulation [Patent RU No. 2475897, class. H01M 6/36, 07/06/2011] by pressing heat-insulating gaskets from a composition comprising highly dispersed silica, chromium oxide, superthin silica fiber and phenol-formaldehyde resin. The method allows to obtain insulating gaskets with a thermal conductivity of 0.027 W / m /grad. Thermal insulation has high mechanical strength, withstands the impact of shock loads.

Недостатком такой теплоизоляции является то, что конструкционные детали из нее отличаются хрупкостью и низкой технологичностью. Способ не позволяет изготовить прокладки с толщиной и радиусом изгиба менее 1 мм. Это усложняет сборку и надежность ТХИТ.The disadvantage of such thermal insulation is that the structural parts from it are distinguished by fragility and low manufacturability. The method does not allow to make gaskets with a thickness and a bending radius of less than 1 mm This complicates the assembly and reliability of TCIT.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ изготовления тепловой изоляции [Патент RU №2091350, кл. С04В 35/14, 1997], заключающийся в осаждении на форму водной суспензии, содержащей химически распушенный хризотиловый асбест, порошок оксида хрома, супертонкое кремнеземное волокно и высокодисперсный оксид кремния.The closest in technical essence and the achieved results is a method of manufacturing thermal insulation [Patent RU No. 2091350, cl. C04B 35/14, 1997], which consists in the deposition on the form of an aqueous suspension containing chemically fluffy chrysotile asbestos, chromium oxide powder, superthin silica fiber and highly dispersed silicon oxide.

Способ позволяет получить тепловую изоляцию с достаточно низкой теплопроводностью, равной 0,03-0,07 Вт/м⋅град в интервале температур 100-600°С.The method allows to obtain thermal insulation with a sufficiently low thermal conductivity equal to 0.03-0.07 W / m deg in the temperature range 100-600 ° C.

Однако данный способ изготовления не позволяет получить тонкую тепловую изоляцию толщиной менее 0,4 мм, сочетающую высокую гибкость и достаточную для работы прочность, тогда как для теплоизоляции блоков электрохимических элементов малогабаритных и миниатюрных источников тока требуется гибкая изоляция толщиной менее 0,1 мм. Это объясняется использованием большого количества высокодисперсных компонентов, в разной степени по величине и направленности влияющих на ее физико-механические свойства, а также тем, что химически распушенный асбест не обеспечивает надлежащую скрепляющую связь между высокодисперсными компонентами изоляции вследствие наличия на поверхности волокон асбеста остатков поверхностно-активных веществ. В технологическом плане известный способ требует значительной емкости оборудования, имеет длительный производственный цикл и отличается низкой экологичностью.However, this manufacturing method does not allow obtaining thin thermal insulation with a thickness of less than 0.4 mm, combining high flexibility and strength sufficient for operation, while flexible insulation with a thickness of less than 0.1 mm is required for thermal insulation of blocks of electrochemical elements of small-sized and miniature current sources. This is explained by the use of a large number of finely dispersed components, which vary in magnitude and direction, affecting its physical and mechanical properties, as well as the fact that chemically fluffed asbestos does not provide an adequate bonding bond between finely dispersed insulation components due to the presence of surface-active residues on the surface of asbestos fibers substances. Technologically, the known method requires a significant capacity of the equipment, has a long production cycle and is characterized by low environmental friendliness.

Целью настоящего технического решения является получение гибкой, обладающей низкой теплопроводностью тепловой изоляции для малогабаритных и миниатюрных ТХИТ.The purpose of this technical solution is to obtain a flexible, low thermal conductivity thermal insulation for small and miniature TCIT.

Для этого предлагается способ изготовления гибкой тепловой изоляции путем осаждения водной суспензии компонентов твердой фазы (Т) из гидромеханически расчесанного хризотилового асбеста и порошка дихром триоксида (Cr2O3), отличающийся тем, что твердую фазу (Т) в соотношении массовых процентов:To this end, a method is proposed for manufacturing flexible thermal insulation by precipitation of an aqueous suspension of solid phase (T) components from hydromechanically combed chrysotile asbestos and trioxide dichrom (Cr 2 O 3 ) powder, characterized in that the solid phase (T) in the ratio of mass percent:

гидромеханически расчесанного хризотилового асбестаhydromechanically combed chrysotile asbestos 75±1%75 ± 1% порошка дихром триоксида (Cr2O3)powder of trioxide dichrom (Cr 2 O 3 ) 25±1% 25 ± 1%

растворяют в воде (Ж) при отношении масс Т:Ж как 1:1000 и осаждают на поверхность фильтровального материала из расчета 0,003 г/см2 сухого вещества.dissolved in water (W) with a mass ratio of T: W as 1: 1000 and deposited on the surface of the filter material at the rate of 0.003 g / cm 2 dry matter.

Предложенное соотношение сухих компонентов в теплоизоляционном материале является оптимальным для получения изоляции, сочетающей механическую прочность, гибкость и низкую теплопроводность.The proposed ratio of dry components in the heat-insulating material is optimal for obtaining insulation that combines mechanical strength, flexibility and low thermal conductivity.

Содержание гидромеханически расчесанного хризотилового асбеста, определенное в пределах 74-76 масс. %, вызвано необходимостью получения минимально возможной толщины и высокой гибкости изоляции, при сохранении ее прочностных характеристик, а также способности удерживать в своем составе экранирующий порошок окиси хрома Cr2O3.The content of hydromechanically combed chrysotile asbestos, determined in the range of 74-76 mass. %, due to the need to obtain the minimum possible thickness and high flexibility of the insulation, while maintaining its strength characteristics, as well as the ability to hold in its composition a screening powder of chromium oxide Cr 2 O 3 .

Увеличение содержания окиси хрома свыше 26 масс. % приводит к снижению гибкости, повышению хрупкости и общей теплопроводности за счет роста контактной составляющей теплопередачи между частицами окиси хрома.The increase in the content of chromium oxide over 26 mass. % leads to a decrease in flexibility, an increase in brittleness and overall thermal conductivity due to an increase in the contact component of heat transfer between chromium oxide particles.

Уменьшение доли окиси хрома ниже 24 масс. % уменьшает экранирующую составляющую теплопередачи и тем самым ведет к росту теплопроводности теплоизоляции.The decrease in the proportion of chromium oxide below 24 mass. % reduces the shielding component of heat transfer and thereby leads to an increase in thermal conductivity of thermal insulation.

Величина поверхностной плотности сухой твердой фазы, равная 0,003 г/см2, является параметром, позволяющим получить минимально возможную толщину теплоизоляции в пределах 0,05-0,06 мм, при которой обеспечиваются необходимые физико-механические свойства.The value of the surface density of the dry solid phase equal to 0.003 g / cm 2 is a parameter that allows you to get the minimum possible thickness of the thermal insulation in the range of 0.05-0.06 mm, which provides the necessary physical and mechanical properties.

С увеличением поверхностной плотности сухой твердой фазы выше 0,003 г/см2 толщина материала растет, гибкость ухудшается.With an increase in the surface density of the dry solid phase above 0.003 g / cm 2, the thickness of the material increases, and the flexibility deteriorates.

При уменьшении поверхностной плотности сухой твердой фазы ниже 0,003 г/см2 теплоизоляция теряет свою механическую прочность.When the surface density of the dry solid phase decreases below 0.003 g / cm 2, the thermal insulation loses its mechanical strength.

Важную роль в получении вышеуказанных свойств теплоизоляции играет концентрация твердой фазы в водной суспензии, приготовленной для фильтрации. Массовое соотношение твердой фазы и воды в суспензии, определенное как 1:1000, является технологическим фактором, обеспечивающим равномерное распределение компонентов твердой фазы теплоизоляции, однородность толщины по всей площади отливки. Указанное количество воды на единицу массы твердой фазы является нижней границей, позволяющей получить необходимые физико-механические свойства теплоизоляции.An important role in obtaining the above thermal insulation properties is played by the concentration of the solid phase in the aqueous suspension prepared for filtration. The mass ratio of solid phase and water in suspension, defined as 1: 1000, is a technological factor that ensures uniform distribution of the components of the solid phase of thermal insulation, uniformity of thickness over the entire area of the casting. The indicated amount of water per unit mass of the solid phase is the lower limit, which allows to obtain the necessary physical and mechanical properties of thermal insulation.

В качестве практической реализации данного способа ниже приведена краткая последовательность операций изготовления теплоизоляции:As a practical implementation of this method, the following is a brief sequence of operations for the manufacture of thermal insulation:

Предварительная подготовка хризотилового асбеста (гидромеханическое расчесывание, отливка и сушка).Preliminary preparation of chrysotile asbestos (hydromechanical combing, casting and drying).

Предварительная подготовка порошка оксида хрома Cr2O3 (сушка, измельчение).Preliminary preparation of chromium oxide powder Cr 2 O 3 (drying, grinding).

Приготовление рецептуры твердой фазы из подготовленных материалов согласно заявленному соотношению для обеспечения поверхностной плотности 0,003 г/см2.Preparation of solid phase formulations from prepared materials according to the stated ratio to ensure a surface density of 0.003 g / cm 2 .

Приготовление в мешалке суспензии из твердой фазы и воды в соотношении по массе, как 1:1000.Preparation of a suspension of a solid phase and water in a mixer in a ratio by weight, as 1: 1000.

Получение отливки теплоизоляции путем осаждения суспензии на поверхность фильтровального материала.Obtaining castings of thermal insulation by deposition of the suspension on the surface of the filter material.

Предложенный способ позволил впервые получить тепловую изоляцию, сочетающую такую совокупность свойств, как гибкость, эластичность и прочность. Теплопроводность предлагаемой изоляции составляет 0,05-0,08 Вт/м⋅град в интервале температур от 100° до 500°С, что находится на уровне показателей для подобных типов теплоизоляционных материалов. Эффективность предлагаемой теплоизоляции существенно повышается при ее многослойном применении.The proposed method allowed for the first time to obtain thermal insulation, combining such a combination of properties as flexibility, elasticity and strength. The thermal conductivity of the proposed insulation is 0.05-0.08 W / m deg in the temperature range from 100 ° to 500 ° C, which is at the level of indicators for similar types of thermal insulation materials. The effectiveness of the proposed insulation significantly increases with its multilayer application.

В отличие от известных, предлагаемый способ обладает простым технологическим оснащением, коротким производственным циклом, компактностью, лучшей экологичностью, а также возможностью замкнутого технологического цикла по воде и отсутствием вредных выбросов.Unlike the known ones, the proposed method has simple technological equipment, a short production cycle, compactness, better environmental friendliness, as well as the possibility of a closed technological cycle through water and the absence of harmful emissions.

Claims (3)

Способ изготовления гибкой тепловой изоляции путем осаждения водной суспензии компонентов твердой фазы (хризотиловый асбест и порошок дихром триоксида (Сr2O3)), отличающийся тем, что при приготовлении твердой фазы (Т) хризотиловый асбест проходит гидромеханическое расчесывание, после чего упомянутые компоненты берут по массе:A method of manufacturing a flexible thermal insulation by precipitation of an aqueous suspension of solid phase components (chrysotile asbestos and trioxide dichrome powder (Cr 2 O 3 )), characterized in that during the preparation of the solid phase (T) chrysotile asbestos undergoes hydromechanical combing, after which the said components are taken mass: гидромеханически расчесанный хризотиловый асбестhydromechanically combed chrysotile asbestos 75±1%75 ± 1% порошок дихром триоксида (Сr2O3)powder of trioxide dichrom (Cr 2 O 3 ) 25±1%25 ± 1%
растворяют в воде (Ж) при отношении масс Τ:Ж как 1:1000 и осаждают на поверхность фильтровального материала из расчета 0,003 г/см2 сухого вещества.dissolved in water (W) with a mass ratio of Τ: W as 1: 1000 and deposited on the surface of the filter material at the rate of 0.003 g / cm 2 dry matter.
RU2016109175A 2016-03-15 2016-03-15 Method for manufacturing superthin thermal insulation for thermal lithium current source RU2633386C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109175A RU2633386C2 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Method for manufacturing superthin thermal insulation for thermal lithium current source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109175A RU2633386C2 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Method for manufacturing superthin thermal insulation for thermal lithium current source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016109175A RU2016109175A (en) 2017-09-18
RU2633386C2 true RU2633386C2 (en) 2017-10-12

Family

ID=59893603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109175A RU2633386C2 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Method for manufacturing superthin thermal insulation for thermal lithium current source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633386C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2808338A (en) * 1952-12-18 1957-10-01 Johns Manville Thermal insulating bodies and method of manufacture
RU2091350C1 (en) * 1986-12-12 1997-09-27 Государственное научно-производственное предприятие "Квант" Composition for heat-insulating material making
WO2004037533A2 (en) * 2002-05-15 2004-05-06 Cabot Corporation Heat resistant insulation composite, and method for preparing the same
RU2293401C2 (en) * 2004-04-16 2007-02-10 Сергей Александрович Галкин Chemical manganese dioxide-lithium current supply
RU2475897C1 (en) * 2011-07-06 2013-02-20 Открытое акционерное общество "Энергия" Method for manufacture of thermal insulation for thermal lithium current source

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2808338A (en) * 1952-12-18 1957-10-01 Johns Manville Thermal insulating bodies and method of manufacture
RU2091350C1 (en) * 1986-12-12 1997-09-27 Государственное научно-производственное предприятие "Квант" Composition for heat-insulating material making
WO2004037533A2 (en) * 2002-05-15 2004-05-06 Cabot Corporation Heat resistant insulation composite, and method for preparing the same
RU2293401C2 (en) * 2004-04-16 2007-02-10 Сергей Александрович Галкин Chemical manganese dioxide-lithium current supply
RU2475897C1 (en) * 2011-07-06 2013-02-20 Открытое акционерное общество "Энергия" Method for manufacture of thermal insulation for thermal lithium current source

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016109175A (en) 2017-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Muthusamy et al. Carbon-Fiber Cement-Based Materials for Electromagnetic Shielding.
BR112012012651A2 (en) composition of biodegradable ceramic fiber, biodegradable ceramic fiber, and thermal insulation.
Kusak et al. Electric conductivity changes in geopolymer samples with added carbon nanotubes
KR102246779B1 (en) An electromagnetic wave shielding ultra high performance concrete composition having superior compressive strength by comprising conductive carbon, and a manufacturing method thereof
Yang et al. The diffusion characteristic of concrete with mineral admixtures between salt ponding test and accelerated chloride migration test
RU2633386C2 (en) Method for manufacturing superthin thermal insulation for thermal lithium current source
ES2779924T3 (en) Inorganic fiber with improved shrinkage and strength
RU2655187C1 (en) Radar-absorbent composite material for construction applications and method for production thereof
US3445253A (en) Perlite composition,porous low density perlite structure and method of making same
CN105428573A (en) Preparation method for organic/inorganic fiber composite diaphragm
CN109837806B (en) Method for improving safety of ignition paper preparation
RU2405799C2 (en) Corrosion resistant and electroconductive composition and coating method
JPS59144625A (en) Production of carbon fiber sheet
JPH08109077A (en) Manufacture of formed carbonized material consisting of single-fiber bound material
CN106007665B (en) A kind of method for enhancing industrial porcelain ball intensity
KR101732407B1 (en) Composition for preparing low dust mineral wool fiber and mineral wool fiber prepared therefrom
Furuno et al. Carbonization of wood-silica composites and formation of silicon carbide in the cell wall
JP2584497B2 (en) Carbon fiber sheet
JPS62260709A (en) Formed carbon article and production thereof
Lu et al. Preparation and properties of alkali-activated ground-granulated blast furnace slag thermal storage concrete
SU821470A1 (en) Electroconducting composition
KR20220026745A (en) Composition for ceramic fiber and ceramic fiber manufactured therefrom
KR100187430B1 (en) Method of manufacturing electrolyte matrix for phosphorus fuel cell made of sic whisker
JP2612545B2 (en) Heat-resistant conductive ceramics
JPS62128457A (en) Molten carbonate type fuel cell