RU2778349C1 - Расплавляемый электролит для химического источника тока - Google Patents
Расплавляемый электролит для химического источника тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778349C1 RU2778349C1 RU2021119310A RU2021119310A RU2778349C1 RU 2778349 C1 RU2778349 C1 RU 2778349C1 RU 2021119310 A RU2021119310 A RU 2021119310A RU 2021119310 A RU2021119310 A RU 2021119310A RU 2778349 C1 RU2778349 C1 RU 2778349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium
- bromide
- melting
- chemical current
- carbonate
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 7
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 26
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M Lithium chloride Chemical class [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 23
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M Lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229940087748 lithium sulfate Drugs 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 27
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 25
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M Lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M Potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NMHMDUCCVHOJQI-UHFFFAOYSA-N Lithium molybdate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O NMHMDUCCVHOJQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015621 MoO Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- IZPPMPGSWJHKSD-UHFFFAOYSA-N lithium;oxygen(2-);vanadium Chemical compound [Li+].[O-2].[O-2].[O-2].[V] IZPPMPGSWJHKSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке составов, содержащих хлориды, бромиды, карбонаты и сульфаты лития, которые применяются в качестве расплавляемых электролитов в химических источниках тока. Техническим результатом является снижение удельной энтальпии и температуры плавления. Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий бромид лития, сульфат лития, дополнительно содержит карбонат лития Li2CO3 и хлорид лития, при следующем соотношении компонентов, мас. %: хлорид лития 12,5…13,7, бромид лития 25,1…26,1, карбонат лития 38,9…40,4, сульфат лития 20,9…22,4. 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке составов, включающих хлориды, бромиды, карбонаты и сульфаты лития, которые можно применять в качестве расплавляемых электролитов в химических источниках тока.
Существует состав, содержащий бромид калия и метаванадат лития. 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,VO3 // «Журнал неорганической химии». - 2013. - Т. 52. - №12. - С. 2095-2098). Недостатками данного состава являются высокие значения удельной энтальпии и температуры плавления.
Также известна эвтектическая смесь, включающая фторид лития (5,50 мас. %), бромид лития (73,94 мас. %) и молибдат лития (20,56 мас. %) (Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К., Афанасьева О.Ю. Трехкомпонентные системы LiF-LiBr-Li2MoO4 и LiF-LiBr-Li2SO4. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2009. Т. 52. - №12. - С. 129-131). Рабочая температура состава выше 444°С. Недостатком данного состава является высокая температура плавления.
В качестве прототипа выступает состав содержащий фторид, бромид и сульфат лития с температурой плавления смеси 421-426°С и удельной энтальпией плавления 232-249 Дж/г (Патент РФ №2326920).
Техническим результатом является снижение удельной энтальпии и температуры плавления.
Технический результат достигается тем, что в расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий хлорид, бромид, карбонат и сульфат лития, введено соединение Li2CO3 и фторид заменен на хлорид, при следующем соотношении компонентов мас. %:
| хлорид лития | 12,5…13,7 |
| бромид лития | 25,1…26,1 |
| карбонат лития | 38,9…40,4 |
| сульфат лития | 20,9…22,4 |
Новизна заявляемого состава по сравнению с прототипом заключается в том, что в электролите, содержащем фторид, бромид и сульфат лития, заменен фторид лития, на хлорид лития и добавлен карбонат лития.
Примеры конкретного исполнения:
Пример 1.
Переплавляют в печи шахтного типа безводные соли 1,27 г (12,7 мас. %) хлорида лития + 2,61 г (26,0 мас. %) бромида лития + 2,93 г (39,4 мас. %) карбоната лития + 2,19 г (21,9 мас. %) сульфата лития. Температура плавления смеси 398°С, удельная энтальпия плавления 184 Дж/г.
Энтальпия плавления составов измерялась нами методом количественного ДТА. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (K2Cr2O7, плавится при температуре 398°С, 125,7 Дж/г). Площади пиков дифференциальных кривых на диаграммах ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе.
Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле:
где ΔtHэт - удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, Дж/г; SE, Sэт. - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; ТЕ, Тэт - температуры плавления (К) эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества, соответственно.
Пример 2.
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,37 г (13,7 мас. %) хлорида лития + 2,57 г (25,7 мас. %) бромида лития + 3,89 г (38,9 мас. %) карбоната лития + 3,14 г (21,7 мас. %) сульфата лития. Температура плавления смеси 402°С, удельная энтальпия плавления 187 Дж/г.
Пример 3.
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,25 г (12,5 мас. %) хлорида лития + 2,56 г (25,6 мас. %) бромида лития + 4,04 г (40,4 мас. %) карбоната лития + 2,15 г (21,5 мас. %) сульфата лития. Температура плавления смеси 402°С, удельная энтальпия плавления 186 Дж/г.
Пример 4.
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,27 г (12,7 мас. %) хлорида лития + 2,51 г (25,1 мас. %) бромида лития + 3,98 г (39,8 мас. %) карбоната лития + 2,24 г (22,4 мас. %) сульфата лития. Температура плавления смеси 403°С, удельная энтальпия плавления 188 Дж/г.
Пример 5.
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,26 г (12,6 мас. %) хлорида лития + 2,61 г (26,1 мас. %) бромида лития + 4,04 г (40,4 мас. %) карбоната лития + 2,09 г (20,9 мас. %) сульфата лития. Температура плавления смеси 401°С, удельная энтальпия плавления 185 Дж/г.
За указанными пределами концентраций наблюдается повышение температуры плавления и энтальпии плавления.
В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств, предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.
Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав имеет более низкую температуру плавления на 23-28°С, а удельную энтальпию плавления по сравнению с прототипом ниже на 48-61 Дж/г, что значительно снижает энергозатраты на плавление состава и приведение его в рабочие состояние, при этом расширяет диапазон использования состава по температуре.
Claims (2)
- Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий бромид лития, сульфат лития, отличающийся тем, что дополнительно содержит карбонат лития Li2CO3 и хлорид лития, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
хлорид лития 12,5…13,7 бромид лития 25,1…26,1 карбонат лития 38,9…40,4 сульфат лития 20,9…22,4
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778349C1 true RU2778349C1 (ru) | 2022-08-17 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272823C1 (ru) * | 2004-11-26 | 2006-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
| RU2326920C2 (ru) * | 2006-07-19 | 2008-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| RU2489777C1 (ru) * | 2012-01-18 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Расплавляемый электролит для химического источника тока |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272823C1 (ru) * | 2004-11-26 | 2006-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
| RU2326920C2 (ru) * | 2006-07-19 | 2008-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Теплоаккумулирующий состав |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| EP2417658B1 (en) * | 2009-04-06 | 2015-08-19 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| RU2489777C1 (ru) * | 2012-01-18 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Расплавляемый электролит для химического источника тока |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7171555B2 (ja) | スルファミン酸誘導体およびその調製のためのプロセス | |
| CN104477861B (zh) | 一种双氟磺酰亚胺盐的制备方法 | |
| CN102405189A (zh) | 氟磺酰亚胺盐以及氟磺酰亚胺盐的制备方法 | |
| Kubota et al. | New inorganic ionic liquids possessing low melting temperatures and wide electrochemical windows: Ternary mixtures of alkali bis (fluorosulfonyl) amides | |
| CN1276530C (zh) | 新型鎓盐、包含新型鎓盐的非水电池电解液及利用包含鎓盐的电解液优化负极的方法 | |
| Fujiwara et al. | New molten salt systems for high-temperature molten salt batteries: LiF–LiCl–LiBr-based quaternary systems | |
| RU2778349C1 (ru) | Расплавляемый электролит для химического источника тока | |
| RU2326920C2 (ru) | Теплоаккумулирующий состав | |
| RU2340982C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| Forero-Saboya et al. | Solvent-free lithium and sodium containing electrolytes based on pseudo-delocalized anions | |
| RU2410799C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| RU2399994C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| RU2714512C1 (ru) | Расплавляемый электролит для химического источника тока | |
| CN102906068A (zh) | 含氟酰亚胺化合物的制备方法 | |
| RU2612721C2 (ru) | Расплавляемый электролит для химического источника тока | |
| ES2976663T3 (es) | Métodos para preparar alcoholes fluorados | |
| Yue et al. | Synthesis and physical properties of new fluoroether sulfones | |
| RU2555369C1 (ru) | Расплавляемый электролит для химического источника тока | |
| JPH0536475B2 (ru) | ||
| RU2453014C1 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| RU2484556C2 (ru) | Электролит для химического источника тока | |
| RU2506669C1 (ru) | Электролит для химических источников тока | |
| RU2398001C1 (ru) | Теплоаккумулирующий состав | |
| RU2817998C2 (ru) | Теплоноситель из галогенидов щелочных металлов | |
| RU2813183C1 (ru) | Низкоплавкая теплоаккумулирующая солевая смесь |