SU1681740A3 - Способ изготовлени химического источника тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к-электротехни- ке и касаетс  способа изготовлени  химического источника тока. Цель изобретени  - повышение степени перезар жаемости. Предложенный способ заключаетс  в том, что в катодное отделение, отделенное от анодного твердым электролитом, помещают электролит из галогеналюмината щелочного металла анода, галогенид щелочного металла анода, активное катодное вещество на основе переходного металла и алюминий, Нагревают до расплавлени  электролита и щелочного металла анода и зар жают. В результате алюминий взаимодействует с галоидом щелочного металла с образованием электролита и дополнительного щелочного металла, а гало генид щелочного металла взаимодействует по реакции зар да с активным веществйм катода с образованием щелочного металла. Щелочной металл из катодного отделени  через распределитель проходит в анодное отделение . Избыточный щелочной металл обеспечивает стойкость к перезар ду, поскольку в анодной камере остаетс  щелочной металл. 8 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и касаетс  способа изготовлени  химического источника тока.

Цель изобретени  - повышение степени перезар дки.

Способ осуществл ют следующим образом .

В катодное отделение, отделенное от анодного твердым проводником ионов щелочного металла анода или молекул рным ситом с сорбированным щелочным металлом анода, помещают электролит из галогеналюмината щелочного металла анода, галогенид щелочного металла анода, активное катодное вещество на основе переходного металла Т, выбранного из группы, содержащей Fe, Nl. Co. Сг, Мп их смеси, и

алюминий. Причем соотношение между электролитом и галоидом щелочного металла такое, что после зар дки мол рное соотношение между галогенидом алюмини  и щелочным металлом 1:1, что обеспечивает минимальную растворимость в электролите катодного вещества. Нагревают до температуры расплавлени  электролита и щелочного металла анода и зар жают.

При этом катодное вещество галоидиру- етс  и образуетс  щелочной металл по реакции

2MHaf + + THal2, где М - щелочной металл;

Hal - галоид.

Щелочной металл через разделитель проходит в анодную камеру. Присутствующип R клтодном отделении алюминий ЕППИ- модейстпауш с га;югенидом щелочного металла анода

4МНа + А1-3 М + MAIHaU

Таким образом, образуютс  дополни- тельный щелочной металл и электролит.

Избыточный щелочной металл также проходит через разделитель. Он обеспечивает стойкость к перезар ду, поскольку в анодной камере остаетс  щелочной ме- талл.

В результате реализации предложенного способа изготовлен в зар женном состо нии химический источник тока, в котором при рабочей температуре в анод- ном отделении находитс  расплавленный щелочной металл, а в катодном - электронопровод ща  матрица, пропитанна  расплавленным электролитом из га- логеналюмината щелочного металла с диспергированным в ней катодным веществом на основе переходного металла, выбранного из группы, содержащей Fe, Ni, Co, Сг, Мп и их смеси. Катодное и анодное отделени  разделены твердым проводником ионов щелочного металла анода, например, /J-глиноземом или молекул рным ситом с сорбированным щелочным металлом анода, например цеолитом.

Алюминий, вводимый в катодное отде- ление, может быть вз т в металлической форме, в частности в порошковой. Катодное активное вещество представл ет собой переходный металл, при этом алюминий может быть введен в виде сплава с переход- ным металлом катодного вещества, в частности , переходный металл может быть покрыт сплавом с алюминием. Часть алюмини  может быть замещена цинком.

Щелочной металл может быть загружен в катодное отделение в металлической форме . В результате его реакции с расплавленным электролитом образуетс  галоид щелочного металла и алюминий. Щелочной металл может быть помещен в катодное от- деление путем пропитки пористого носител .

Приготовление матрицы может включать спекание частиц, например порошков или волокон переходного металла, в восста- новительной атмосфере. Или, наоборот, приготовление матрицы может включать формование смеси частиц с органическим св зующим, прессование из смеси единого блока и крекирование св зующего посред- ством нагрева смеси под вакуумом при температуре свыше 400°С, котора   вл етс  достаточной дл  пиролиза св зующего. Например , карбид переходного металла можно смешивать с небольшим количеством

углеродобразующргп органического св зующего , например фенолформальдегидной смолой. Из полученной смеси прессуют электрод, а смолу крекируют в вакууме при температуре свыше 600°С, которую выбирают дл  пиролиза св зующего в провод щий углерод.

Включение NaCI и AI в матрицу можно осуществл ть одновременно с формованием матрицы, при этом NaCI и AI в тонкоизмельченной форме диспергируют в порошковом материале, из которого формуют матрицу, до образовани  матрицы. NaCI и AI можно включать в матрицу посредством расплавлени  электролита и суспендирова- ни  порошкового NaCI и AI в тонкоизмельченной форме в расплавленном электролите до пропитки электролитом матрицы, а затем осуществл ть пропитку матрицы электролитом вместе с взвешенными NaCI и AI. Обработка матрицы может осуществл тьс  посредством вакуумной пропитки ее электролитом в расплавленном состо нии.

Более предпочтительным  вл етс  приготовление смеси путем смешени  порошков NaCI, AI и переходного металла или их соединений.

Активное катодное вещество можно загружать в катодную камеру как промежуточное соединение переходного металла по меньшей мере с одним неметаллом из группы , состо щей из С, SI, В. N и AI.

Активное катодное вещество и галоид щелочного металла можно смешивать в порошковой форме дл  образовани  смеси, которую спекают дл  получени  матрицы, проницаемой дл  электролита, и пропитывают расплавленным электролитом до ее загрузки в катодную камеру. Если алюминий присутствует в сыпучей форме, то он может составл ть часть смеси, котора  спекаетс .

Когда переходный металл присутствует в форме промежуточного соединени , то этим соединением может быть карбид, например карбид железа, хрома или марганца .

Щелочным металлом может быть натрий , а галоидом - хлор.

Алюминий, который ввод т в катодное отделение сначала, должен быть расположен так, чтобы образующийс  , не портил разделитель. Например, алюминий в форме тонких листов располагают на рассто нии от разделител  и электрически соедин ют с токосборником катода.

Поскольку  чейка подвергаетс  повторным циклам зар д - разр да, то избыточное содержание хлористого натри , которое присутствует в катодном отделении в начаne , f)yw всегда обеспечивать достаточное количество натри  в анодном отделении дл  поддержани  всей поверхности разделител , покрытой натрием, даже когда  чейка перезар жена.

Избыточный щелочной металл обеспечивает стойкость к перезар ду, поскольку в анодной камере остаетс  щелочной металл .

Claims (9)

1. Способ изготовлени  химического источника тока, содержащего в зар женном состо нии при рабочей температуре в анодном отделении расплавленный щелочной металл, а в катодном - электронопровод - щую матрицу, пропитанную расплавленным электролитом из галогеналюмината щелочного металла с диспергированным в ней активным катодным веществом на основе переходного металла, выбранного из труп- пы, содержащей Fe, Ni, Co, Cr, Мп и их смеси, причем катодное и анодное отделени  разделены твердым проводником ионов щелочного металла анода или молекул рным ситом с сорбированным щелочным металлом анода, заключающийс  в том, что в катодное отделение, отделенное от анодного твердым проводником ионов щелочного металла анода или молекул рным ситом с сорбированным щелочным метал- лом анода, помещают электролит из галогеналюмината , щелочного металла, анода, галогенид- щелочного металла анода, активное катодное вещество на основе переходного металла, выбранного из группы, содержащей Fe, N1, Со, Сг, Мп и их смеси, нагревают до температуры расплавлени  электролита и щелочного металла анода и зар жают, в результате чего щелочной металл анода, образовавшийс  при взаимо- действии галогенида щелочного металла с активным веществом катода, проходит через разделитель в анодное отделение, причем соотношение между электролитом и галоидом щелочного металла берут такое,

что после зар дки мол рное ССЮТНОШШИР между галоидом щелочного металпз и i-т логенидом алюмини  1:1, а растворимость катодного вещества в электролите минимальна , отличающийс  тем. что, с целью повышени  степени перезар дки, в катодное отделение помещают алюминий, который взаимодействует с галоидом щелочного металла с образованием дополнительного электролита и дополнительного щелочного металла, который проходит через разделитель в анодное отделение.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тэм, что алюминий вз т в металлической форме.

3.Способ по п. 2, отличающийс  тем, что активное катодное вещество вз то в виде переходного металла.

4.Способ по п. 2, отличающийс  тем, что алюминий вз т в порошковой форме .

5.Способ поп. 4, отличающийс  тем, что переходный металл вз т в виде сплава с алюминием.

6.Способ по п. 4, отличающийс  тем, что переходный металл покрыт сплавом с алюминием.

7.Способ по пп, 1-6, отличающий- с   тем, что активное катодное вещество и галоид щелочного металла смешивают в порошковой форме дл  образовани  смеси, спекают дл  образовани  проницаемой дл  электролита матрицы, которую пропитывают расплавленным электролитом до загрузки в катодное отделение.

8.Способ по пп. 1-7, отличающий- с   тем, что щелочной металл загружают в катодное отделение в металлической форме и подвергают реакции с расплавленным электролитом дл  образовани  галоида щелочного металла и алюмини .

9.Способ по п. 8, отличающийс  тем, что щелочной металл помещают в катодное отделение путем пропитки пористого носител .