(54 НАКОПИТЕЛЬ СИГНАЛОВ
Изобретение относитс к электрохимическим приборам, а именно к накопител м электрической энергии, кот рые могут быть использованы в различных област х радиоэлектроники и, измерительной техники в качестве интегра торов, резервных источников питани или запоминаюпщх элементов. Известны твердоэлектролитные накопители , действие которых основано на способности некоторых электронноионных материалов измен ть свой сог став по одному из элементов, который переноситс через слой твердого элек ролита на противоположный электрод. При этом возникает разность потенциалов между электродами, пропорционал на пропущенному количеству электричества О, I t. Известно техническое решение, включающее серебр ный электрод, элек ролит Ag Rbl5- и второй электрод, выполненный из халькогенида серебра, например, (. В процессе работы такого элемента при зар дном цикле серебро переноситс с металлического электрода в теллурид серебра с образованием соединени нестехиометрического состава . При разр дном цикле серебро обратимо возвращаетс на металлический электропГи Наиболее близким по техническому решению и достигаемому оезультату вл етс накопитель, включающий серебр ный электрод, твердый электролит с проволимостью по ионам серебра и другой электрод, выполнный из соединени , имеющего состав (Ag,jS)) ( ,)()0,Такое устройство имеет емкость до 80 Ф/см Г211. Суп ественными ,.недостатками прототипа вл етс относительно мала удельна емкость, низкое рабочее напр жение, а также использование в этом приборе дефицитных и дорогосто щих материалов (серебро и его соединени ). Целью изобретени вл етс создание такого твердоэлектролитного нако3 пител сигналов, которыц .обладает олее высокой удельной накопительной емкостью, имеет более высокое рабочее напр жение и не содержит дорогосто щих и дефицитных материалов. Цель достигаетс тем, что в электрохимической чейке твердый электролит имеет состав ,, l5--j(3,25 у 3} ; один электрод вьшолнен из смеси порошков твердого электролита, углерода и меди, а второй электрод вьшолнен из твердого электролита, углеро, да и смеси соединений и Сих, где X С1, б,л или их смеси. Массь исходных материалов вз ты в соотношении: в первом электроде - твердый электролит : медь : углерод от 1:2: :0,01 до 2:0, во втором электроде - твердый электролит : солимеди : : углерод от 1:9:2 до 9: 1 :.0,01, причем соотношением масс и Сих вз то от 1:2 до 1:0,01. За счет изменени состава смеси первого и второго элект родов в указанных пределах можно подобрать требуемый вид зар дно-разр дной кривой и оптимальный состав по удельной накопительной емкости. При рабочем напр жении до 0,55 В достигаетс удельна емкость до 640 Кп/см, Работа накопител сигналов осущест вл етс по следующему механизму. В зар дном ползщикле электрод, содержащий металлическую медь, вл етс катодом, а электрод, содержащий + Сих, вл етс анодом. Ионы меди при приложении- внешней разносами rto тенциалов частично переход т из анода в электролит, а частично окисл ютс до двухзар дного состо ни с образова нием CuS+CuXf. Перенос тока в электролите осуществл етс за счет движени ИОНОВ Си к катоду, где они могут выдел тьс на частичках графита или меди в виде атомов. При разр дном полуцикле медный электрод вл етс анодом , а электрод, содержащий смесь сульфидов и галогенидов - катодом и процессы идут в обратном направлении. Накопитель сигналов может быть исполь зован как в дискретном, так и в непре рывном режиме работы. После изготовлени накопител его привод т в рабочее состо ние, замыка электроды накоротко и выде1Тжива в таком состо нии несколько часов. После размыкани электродов разность потенциалов на клеммах равна нулю и накопитель готов к работе. После зар дного лолу5 цикла разность потенциалов принимает конечное значение (не выше 0,5 В. В разр дном полуцикле ток пропускаетс до тех пор, пока разность потенциалов не упадет до нул . В непрерывном режиме работы количество пропущенного при зар де электричества может быть определено по величине разности потенциалов электродов после размыкани цепи. Пример 1. В цилиндрическую форму из оргстекла последовательно запрессованы первый электрод, состо щий из смеси порошков твердого электролита следующего Ьостава, г: Cu RbCljL 0,08, Cu,S 0,1, CuBr 0,0, графита 0,02, слой твердого электролита Cu RbCl-jlij 0,08, второй электрод состава , г: 0,03, металлической меди 0,05, графита 0,01. Кнаружным поверхност м обоих электродов прижаты графитойые токоотводы. Площадь чейки 0,2 см . Обща масса активных Материалов - 0,38 г. Объем чейки 0,075 см. Ток зар да 1 . Врем зар да из 4,510 с, количество электричества при зар де Q3, 45 Кл. Ток разр да |р , врем разр да Ср 4,47-10 с, количество электричества Q, р 44,7 Кл. Удельна накопительна емкость Цуд 590 Кл/см. Рабочее напр жение в интервале О...0,55 В, КПД 9 9,3%. Пример 2. Накопитель изготовлен аналогично примеру 1. Состав пер:його электрода, г: ,09, 0,14, Cul 0,014, CuC)- 0,014; состав электролита Cu RbC 1 25 175 состав второго электрода, г: Си КЬОлпс, 0,03, меди 0,01 и графита 0,01. Объем чейки 0,075 см , масса 0,39 г. Режим зар да: 1-э 410 А, з ,,26-10- с, аз 50,4 Кл. Режим разр да: :3р , fp 4.,86lO c, G(p 48,6 Кл. Рабочее напр жение в интервале О.,.0,5 Б. Удельна накопительна емкость и.уд 640 Кл/см , КПД 96,4%. Пример 3. Накопитель изготовлен аналогично примеру 1. Состав первого электрода, г: ,5, 0,06, Си 0,0006, графита ч 0,0006, состав электролита 0,08 г, состав второго электрода, г: Cu4RbCl2(2,-50,03, меди 0,0003, графита 0,015. Объем чейки 0,15 см , масса 0,73 г. Режим зар да: 1 10 А, 2 410 с, (1 0 Кл. Режим разр да: О р , f 5 3,8-10 с,ар Удельна накопительна емкость С1уд 280 Кл/см, КПД 95%. П р и м а р 4. Накопитель изготовлен прессованием аналогично примеру . Состав первого электрода, г: СидРЬС1з1а. 0,02, 0,06, CuBr 0 ,12, графит 0,04, твердый электролит Си ,RbCl il 2 - 0,08, второй электрод , г: .СидЯЬС 1,1 1 0,03, меди 0,06, графита 0,0003. Объем чейки О ,07 см масса 0,33 г. Режим зар да:.Dj 1 ЗЮ с, О-г 30 Кл. Режим разр да: tip 0, А, f р 5,710 с, (Яр 28,5 Кл, КПД - 95%, ад 450 Кл/ /см . Интервал напр жени О...0,55 В. Предлагаемый твердоэлектролитный накопитель сигналов обладает р дом достоинств. Удельна накопительна емкость его в 30-40 раз выше по сравнению с указанным прототипом. Соответственно в 2,5 раза шире диапазон рабочих напр жений. Кроме того, в Предложенном накопителе не использовано серебро. Все примен емые мате- 25 риалы (медь и-ее соединени , графит) производ тс промьшшенностью химреактивов и недороги. Перечисленные преимущества позвол ют широко использовать предлагаемый накопитель сигналов в запоминающих устройствах с длительной пам тью, резервных источниках энергии, счетчиках машинного времени, реле и т.п. устройствах. Накопитель несложен в изготовлении