SU366517A1

SU366517A1 -

Info

Publication number: SU366517A1
Application number: SU1665688A
Authority: SU
Inventors: Е. А. Укше Н. С. Лидоренко А. Ланин Н. Г. Букун
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1971-06-01
Publication date: 1973-01-16

Description

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ЭЛЕКТРОЛИТАMETHOD OF MANUFACTURING A SOLID ELECTROLYTE

1one

Изобретение относитс к способу изготовлени твердого электролита на основе полиалюмината щелочного металла, в частности натри , который может быть использован в ЭиТектрохимических преобразовател х и источниках тока.The invention relates to a method for producing a solid electrolyte based on an alkali metal polyaluminate, in particular sodium, which can be used in electro-chemical converters and current sources.

Известен способ изготовлени твердого электролита путем смешени гидроокиси алюмини с сол ми натри в мол рном соотношении соответствующих и.м окислов 11:2. Смесь прокаливают при температуре около 1400° С. Продукт синтеза механически измельчают , прессуют при да влении до 6 т/см и обжигают при 1700-1900° С.A known method of making a solid electrolyte by mixing aluminum hydroxide with sodium salts in a molar ratio of the corresponding and m oxides is 11: 2. The mixture is calcined at a temperature of about 1400 ° C. The synthesis product is mechanically crushed, pressed at a pressure of up to 6 t / cm and calcined at 1700-1900 ° C.

Однако при осуществлении такого способа изготовлени твердого электролита возникает необходимость последующего измельчени продукта, обладающего высокой твердостью, что ведет к его загр знению. Кроме того, не обеспечиваетс достаточна однородность материала из-за замедленной твердофазной реакции при использовании механических смесей . Полученный же при сплавлении продукт имеет низкое содержание натри , что цри последующем обжиге ведет к образованию корунда вследствие испарени окиси натри и к снижению электропроводности материалу.However, the implementation of such a method of producing a solid electrolyte necessitates the subsequent grinding of a product with high hardness, which leads to its contamination. In addition, the material is not sufficiently homogeneous due to the delayed solid phase reaction using mechanical mixtures. The product obtained during fusion has a low content of sodium, which, after subsequent firing, leads to the formation of corundum due to evaporation of sodium oxide and to a decrease in electrical conductivity of the material.

Это приводит к тому, что удельна электропроводность получаемого таким способом твердого электролита в 4-5 раз меньще, чем This leads to the fact that the electrical conductivity of the solid electrolyte obtained in this way is 4-5 times less than

монокристаллического полиалюмината (удельное сонротизление последнего составл ет 3-4 ом- см при ).monocrystalline polyaluminate (specific sonrotization of the latter is 3-4 ohm-cm at).

Дл повышени проводимости твердого электролита ;i сшгженп внутреннего сопротивлени химических источников тока с твердым электролитом на основе полиалюмината натри исходную смесь дл его получени готов т суспенз;.ру гидроодатсь алюмини в водном ipacTBOpe термическн нестойкой сол натри , 1)1а-пример ка рбоната. Дл дополнительного улучшен1 электропроводности электролита в эту суспензию ввод т модифицирующую добПВку в виде фторида или карбоната лити или магни .To increase the conductivity of solid electrolyte; i internalize the resistance of chemical current sources with a solid electrolyte based on sodium polyaluminate; slurry is prepared to prepare the mixture; hydro aluminum hydroxide in aqueous ipacTBOpe thermally unstable sodium, 1) 1a is an example of carbonate. In order to further improve the electrical conductivity of the electrolyte, a modifying dobPVku in the form of fluoride or lithium carbonate or magnesium is introduced into this suspension.

Пример 1. Изготовление твердого электролита на основе чистого нолналюмината натри .Example 1. Production of solid electrolyte based on pure sodium nolnaluminate.

Суспензню пдроокиси алюмини внос т в сосуд, содержащий водный раствор Ыа2СОз. Общие количества А1 (ОН)з и Ма2СОз берут в соответствии с мол рны.м отношением АЬОз: NaoO 11 ; 2, т. е. с двукратным избытком натри . Суспензию нагревают и упаривают при перемешивании. Полученную твердую фазу прокаливают в .муфельной печи при 600° С в течение 2 ас. Порошок растирают в ступке дл разрущени агрегированных частиц , перенос т в закрытый корундовый тигель и нагревают в электрической силитовойThe aluminum oxide suspension is introduced into a vessel containing an aqueous solution of Na2CO3. The total amounts of A1 (OH) s and Ma2COz are taken in accordance with the molar ratio of ABOZ: NaoO 11; 2, i.e. with a double excess of sodium. The suspension is heated and evaporated with stirring. The obtained solid phase is calcined in a muffle furnace at 600 ° C for 2 ac. The powder is ground in a mortar to destroy the aggregated particles, transferred to a closed corundum crucible, and heated in an electric silicate

печи при 1400° С в течение 1,5-2 час. Сиитезированвый продукт содерл :ит около 6,4 вес.% N320, что отвечает мол рному соотношению А120з: Na2O, И : 1,25. Крупность частиц, олределенна по адсорбции аргона, составл ет 0,2-0,5 мк. Синтезированный порошок прессуют без св зки при давлении 2500 кг/см в таблетки диаметром 1-2 см, таблетки помепдают в закрытый корундовый тигель с засьгакой порошком полиалюмината и нагревают в газовой печи в течение 12-15 мин до 1800-1850° С с последующей выдерж:кой при этой температуре в течение 5-20 лшн.oven at 1400 ° C for 1.5-2 hours. The content of the product contains: it is about 6.4% by weight of N320, which corresponds to the molar ratio A1203: Na2O, I: 1.25. The particle size, determined by argon adsorption, is 0.2-0.5 microns. The synthesized powder is pressed without binder at a pressure of 2500 kg / cm into tablets with a diameter of 1-2 cm, the tablets are pressed into a closed corundum crucible with pulverized polyaluminate powder and heated in a gas oven for 12-15 minutes to 1800-1850 ° C, followed by aging : Coy at this temperature for 5-20 lsh.

Твердый электролит, полученный этим способом , обладает при температурах 200-300° С в 1,5 раза более высокой проводимостью, чем материал, получаемый сплавлением.The solid electrolyte obtained by this method has, at temperatures of 200-300 ° C, 1.5 times higher conductivity than the material obtained by fusion.

Пример 2. Изготовление твердого электролита на основе полиалюмината натри с модифицирующей добавкой магни .Example 2. Manufacturing solid electrolyte based on sodium polyaluminate with magnesium modifying agent.

В водный раствор, содержащий карбонат натри , при нагревании до 80° С внос т навеску MgF2 и затем А1 (ОН)з. Соотношение реагентов отвечает мол рному отношению их окислов АЬОз : NagO : MgO соответственно И :2:1,3.When heated to 80 ° C, a weighed amount of MgF2 is added to an aqueous solution containing sodium carbonate and then A1 (OH) h. The ratio of reagents corresponds to the molar ratio of their oxides AbOz: NagO: MgO, respectively, AND: 2: 1.3.

Суспензию упаривают при перемешивании и смесь прокаливают 2 час при 600° С. Синтез провод т в за1крытом корундовом тигле при 1350° С в течение 1,5-2 час. Дебаеграмма полученного продукта идентична известной дебаеграмме у5 - глинозема. Порошок прессуют без св зки при давлении 2500 кг/см - в таблетки диаметром 1-2 с.м. Спекание провод т по режиму, описанному в примере 1.The suspension is evaporated with stirring and the mixture is calcined for 2 hours at 600 ° C. The synthesis is carried out in a closed corundum crucible at 1350 ° C for 1.5-2 hours. The pattern of the product obtained is identical to the known pattern of the Y5 - alumina. The powder is pressed without binder at a pressure of 2500 kg / cm into tablets with a diameter of 1-2 cm. Sintering is carried out according to the mode described in Example 1.

Проводимость полученного модифицированного твердого электролита в 2-3 раза выше , чем у керамики аналогичного состава, приготовленной из порошка, синтезированного из механической смеси.Conductivity of the obtained modified solid electrolyte is 2-3 times higher than that of ceramics of similar composition prepared from powder synthesized from a mechanical mixture.

Пар ду с улучшением качества продукта предлагаемый способ прост, экономичен, основан на использовании дешевых и доступных материалов. Кроме того, по вл етс возможность осуществл ть синтез с минимальными затратами вре.мени и при использовании существующего оборудовани - электрических печей с силитовыми нагревател лш, а также избавитьс от необходимости помола продукта синтеза, так как последний достаточно дисперсен.Par with the improvement of the quality of the product, the proposed method is simple, economical, based on the use of cheap and affordable materials. In addition, it is possible to carry out the synthesis with minimal time and with the use of existing equipment - electric furnaces with silicon heaters, as well as to eliminate the need to grind the synthesis product, since the latter is quite dispersed.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Method of making solid electrolyte, for example, for chemical current sources by mixing aluminum hydroxide with sodium salts in a molar ratio of the corresponding oxides of 11: 2, calcining the mixture at a temperature not lower than 1400 ° C, pressing the powder at a pressure of up to 6 t / cm and calcining at 1700-1900 ° C, characterized in that, in order to reduce the internal resistance of chemical current sources, said aluminum hydroxide is suspended in an aqueous solution of thermally unstable sodium salt, for example carbonate.

2. A method according to claim 1, characterized in that, in order to further reduce the internal resistance of the chemical current sources, a modifying additive, for example magnesium fluoride, is introduced into said suspension.