RU2407090C1 - METHOD FOR PRODUCTION OF SOLID ION ELECTROLYTE RbAg4I5 - Google Patents
METHOD FOR PRODUCTION OF SOLID ION ELECTROLYTE RbAg4I5 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407090C1 RU2407090C1 RU2009144945/07A RU2009144945A RU2407090C1 RU 2407090 C1 RU2407090 C1 RU 2407090C1 RU 2009144945/07 A RU2009144945/07 A RU 2009144945/07A RU 2009144945 A RU2009144945 A RU 2009144945A RU 2407090 C1 RU2407090 C1 RU 2407090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- argon
- temperature
- nitrogen
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 229910002781 RbAg4I5 Inorganic materials 0.000 title 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MSFPLIAKTHOCQP-UHFFFAOYSA-M silver iodide Chemical class I[Ag] MSFPLIAKTHOCQP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims 1
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- WFUBYPSJBBQSOU-UHFFFAOYSA-M rubidium iodide Chemical compound [Rb+].[I-] WFUBYPSJBBQSOU-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 12
- JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-2-(4-fluorophenyl)acetate Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(F)C=C1 JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 abstract description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 3
- 238000009690 centrifugal atomisation Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения твердого электролита с высокой ионной проводимостью при комнатной температуре и может быть использовано в электронной промышленности, в частности, при изготовлении миниатюрных суперконденсаторов высокой емкости - варисторов, которые находят различное применение, в том числе в качестве источника энергии кардиостимуляторов.The invention relates to methods for producing a solid electrolyte with high ionic conductivity at room temperature and can be used in the electronics industry, in particular, in the manufacture of miniature high-capacity supercapacitors - varistors, which find various applications, including as an energy source for pacemakers.
Практическое использование твердого ионного электролита состава RbAg4I5 при изготовлении высокоемкостных суперконденсаторов требует, чтобы этот проводящий материал имел высокое значение удельной ионной и малое значение удельной электронной проводимости для исключения саморазряда конденсаторов.The practical use of a solid ionic electrolyte of the composition RbAg 4 I 5 in the manufacture of high-capacity supercapacitors requires that this conductive material have a high specific ionic value and a low specific electric conductivity to exclude self-discharge of capacitors.
Известен способ получения твердого ионного электролита RbAg4I5 (см. Бобкова М. В., Козлова Н.И., Плоткин С.С. и др. Синтез твердых электролитов на основе иодида серебра // Физическая химия и электрохимия расплавленных и твердых электролитов: тез. докл. V Всесоюз. совещ., г.Свердловск, 5-7 июня 1973 г., Ч.1. - Свердловск, 1973. - С.137-138), согласно которому смесь RbI и AgI, взятых в мольном соотношении 1:4, плавят в тигле, нагревают расплав до 300°C и выдерживают при этой температуре в течение 0,5 часа, периодически перемешивая. Затем расплав быстро охлаждают на воздухе, измельчают и обжигают при 200°C в течение 50 часов. Получают продукт светло-желтого цвета в виде соединения RbAg4I5.A known method of producing a solid ionic electrolyte RbAg 4 I 5 (see Bobkova M.V., Kozlova N.I., Plotkin S.S. et al. Synthesis of solid electrolytes based on silver iodide // Physical chemistry and electrochemistry of molten and solid electrolytes : abstract of the V All-Union Conference, Sverdlovsk, June 5-7, 1973, Part 1. - Sverdlovsk, 1973. - S.137-138), according to which a mixture of RbI and AgI taken in molar 1: 4 ratio, melted in a crucible, heated the melt to 300 ° C and kept at this temperature for 0.5 hours, stirring occasionally. Then the melt is rapidly cooled in air, ground and calcined at 200 ° C for 50 hours. A pale yellow product is obtained in the form of an RbAg 4 I 5 compound.
К недостаткам данного способа следует отнести его непригодность для получения значительного количества твердого электролита, так как при быстром охлаждении всего объема расплава происходит перитектический распад электролита с выделением фаз Rb2AgI3 и AgI, приводящий к резкому снижению величины удельной ионной проводимости. Кроме того, отжиг измельченного плава при температуре 200°C не позволяет полностью освободиться от фаз Rb2AgI3 и AgI, поскольку температура эвтектики составляет 197°C и при 200°C еще присутствует жидкая фаза, содержащая Rb2AgI3.The disadvantages of this method include its unsuitability for obtaining a significant amount of solid electrolyte, since with rapid cooling of the entire melt volume, the peritectic decomposition of the electrolyte occurs with the release of the Rb 2 AgI 3 and AgI phases, which leads to a sharp decrease in the specific ion conductivity. In addition, the annealing of the crushed melt at a temperature of 200 ° C does not completely free from the Rb 2 AgI 3 and AgI phases, since the eutectic temperature is 197 ° C and at 200 ° C there is still a liquid phase containing Rb 2 AgI 3 .
Известен также способ получения твердого ионного электролита RbAg4I5 (см. пат. 3519404 США, МПК C01D 3/12, H01B 1/00, H01M 39/04, 1970), согласно которому готовят порошкообразную смесь иодидов рубидия и серебра в мольном соотношении 1:4, смесь расплавляют, охлаждают расплав на термостойком стекле, измельчают полученный твердый продукт в фарфоровой ступке, компактируют прессованием в таблетку, которую прокаливают в атмосфере инертного газа при температуре 175°C в течение 40 часов. Рентгеноструктурный анализ показал, что полученный продукт в основном представляет собой RbAg4I5, но содержит некоторое количество исходных реагентов. Поэтому продукт повторно измельчают, компактируют и прокаливают в течение ночи при 165°C. Результирующий продукт по данным рентгеноструктурного анализа является монофазным RbAg4I5 с ионной проводимостью 0,2 См·см-1 при температуре 20°C и электронной проводимостью около 1-10-8 См·см-1.There is also known a method for producing solid ionic electrolyte RbAg 4 I 5 (see US Pat. 3519404 USA, IPC C01D 3/12, H01B 1/00, H01M 39/04, 1970), according to which a powder mixture of rubidium and silver iodides in a molar ratio is prepared 1: 4, the mixture is melted, the melt is cooled on heat-resistant glass, the resulting solid product is crushed in a porcelain mortar, compacted by compression into a tablet, which is calcined in an inert gas atmosphere at a temperature of 175 ° C for 40 hours. X-ray diffraction analysis showed that the resulting product is mainly RbAg 4 I 5 , but contains a certain amount of starting reagents. Therefore, the product is crushed again, compacted and calcined overnight at 165 ° C. The resulting product according to x-ray diffraction analysis is a single-phase RbAg 4 I 5 with an ionic conductivity of 0.2 cm · cm -1 at a temperature of 20 ° C and an electronic conductivity of about 1-10 -8 cm · cm -1 .
Известный способ характеризуется относительно невысокой ионной проводимостью и недостаточно низкой электронной проводимостью при комнатной температуре получаемого твердого ионного электролита.The known method is characterized by relatively low ionic conductivity and insufficiently low electronic conductivity at room temperature of the resulting solid ionic electrolyte.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении ионной и снижении электронной проводимости при комнатной температуре получаемого монофазного твердого ионного электролита RbAg4I5.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the ionic and decreasing electronic conductivity at room temperature of the obtained monophasic solid ionic electrolyte RbAg 4 I 5 .
Технический результат достигается тем, что в способе получения твердого ионного электролита RbAg4I5, включающем приготовление порошкообразной смеси иодидов рубидия и серебра, взятых в стехиометрическом соотношении, плавление смеси при перемешивании, охлаждение расплава, диспергирование, термообработку в атмосфере инертного газа, согласно изобретению охлаждение расплава и диспергирование осуществляют одновременно путем центробежного распыления расплава с образованием микрогранул, которые и подвергают термообработке, причем плавление смеси и распыление расплава ведут в инертной атмосфере, а термообработку микрогранул осуществляют при температуре 180-195°C в течение не менее 400 часов.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a solid ionic electrolyte RbAg 4 I 5, comprising preparing a powder mixture of rubidium and silver iodides taken in a stoichiometric ratio, melting the mixture with stirring, cooling the melt, dispersing, heat treatment in an inert gas atmosphere, according to the invention, cooling the melt and dispersion are carried out simultaneously by centrifugal atomization of the melt with the formation of microspheres, which are subjected to heat treatment, and fused The mixture and the melt are sprayed in an inert atmosphere, and the microgranules are heat treated at a temperature of 180-195 ° C for at least 400 hours.
Достижению технического результата способствует то, что плавление смеси иодидов рубидия и серебра ведут при температуре 300-320°C.The achievement of the technical result is facilitated by the fact that the mixture of rubidium and silver iodides is melted at a temperature of 300-320 ° C.
Достижению технического результата способствует также то, что в качестве инертного газа используют азот или аргон.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that nitrogen or argon is used as an inert gas.
Достижению технического результата способствует также и то, что расплав перемешивают путем барботирования азотом или аргоном.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the melt is mixed by sparging with nitrogen or argon.
Достижению технического результата способствует и то, что микрогранулы имеют крупность 100-500 мкм.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the microspheres have a particle size of 100-500 microns.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем испрашиваемой правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, соотносятся с техническим результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, determining the scope of the requested legal protection and sufficient to obtain the above technical result, are related to the technical result as follows.
Одновременное охлаждение расплава и диспергирование путем центробежного распыления расплава упрощает процесс синтеза. Центробежное распыление обеспечивает практически мгновенное образование микрогранул и их затвердевание.Simultaneous cooling of the melt and dispersion by centrifugal atomization of the melt simplifies the synthesis process. Centrifugal atomization provides almost instantaneous formation of microspheres and their solidification.
Термообработка микрогранул необходима, поскольку, несмотря на высокую скорость закалки расплава, при остывании микрогранул, имеющих пусть и малый, но конечный размер, перитектический распад все же имеет место. При этом выделяются не обнаруживаемые рентгенофазовым анализом (РФА), но наблюдаемые методом люминесценции микрочастицы AgI. Легко распадающийся на свету AgI является источником образования серебра, выступающего донором свободных электронов, что увеличивает удельную электронную проводимость электролита. В результате термообработки микрогранул в заявленных условиях снижается концентрация в конечном продукте микроколичеств свободного AgI согласно реакции:Heat treatment of microgranules is necessary because, despite the high rate of quenching of the melt, when cooling microgranules, albeit of small but finite size, peritectic decomposition still takes place. In this case, AgI microparticles not detected by X-ray diffraction (XRD), but observed by luminescence, are distinguished. AgI, which is easily decomposed by light, is a source of silver formation, which acts as a donor of free electrons, which increases the specific electron conductivity of the electrolyte. As a result of heat treatment of the microgranules under the stated conditions, the concentration in the final product of the microquantities of free AgI decreases according to the reaction:
Плавление смеси и распыление расплава в инертной атмосфере предотвращает окисление исходных веществ и синтезированного продукта, имеющее место при их высокотемпературном контакте с кислородом воздушной атмосферы и приводящее к резкому снижению электропроводящих свойств продукта.Melting the mixture and spraying the melt in an inert atmosphere prevents the oxidation of the starting materials and the synthesized product that occurs when they are in high temperature contact with oxygen in the air and lead to a sharp decrease in the electrically conductive properties of the product.
Проведение термообработки при температуре 180-195°C обеспечивает полноту протекания твердофазной реакции (1). Однако температура термообработки не может быть выше температуры эвтектики (197°C), так как при этом образуется жидкая фаза, что недопустимо.Carrying out heat treatment at a temperature of 180-195 ° C ensures the completeness of the solid-phase reaction (1). However, the heat treatment temperature cannot be higher than the eutectic temperature (197 ° C), since a liquid phase is formed, which is unacceptable.
Проведение термообработки микрогранул в течение не менее 400 часов обусловлено необходимостью завершения протекания реакции (1) в заданном интервале температур термообработки.Carrying out heat treatment of microgranules for at least 400 hours is due to the need to complete the reaction (1) in a given range of heat treatment temperatures.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении ионной и снижении электронной проводимости при комнатной температуре получаемого твердого монофазного ионного электролита RbAg4I5.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in increasing the ionic and decreasing electronic conductivity at room temperature of the obtained solid single-phase ionic electrolyte RbAg 4 I 5 .
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following specific operations and operating parameters are preferred.
Плавление смеси иодидов рубидия и серебра при температуре 300-320°C обусловлено тем, что вязкость расплава при этом снижается настолько, что оказывается возможным получать микрогранулы продукта крупностью до 500 мкм. Такие гранулы застывают в атмосфере находящегося при комнатной температуре инертного газа (азота или аргона) настолько быстро, что характерный для состава RbAg4I5 перитектический распад практически не успевает произойти, что позволяет получить монофазный целевой продукт с высокой удельной ионной проводимостью. Дальнейшее повышение температуры расплава нецелесообразно, так как возрастает теплосодержание расплава, поступающего на гранулирование, что затрудняет закалку образующихся капель и увеличивает энергозатраты.The melting of a mixture of rubidium and silver iodides at a temperature of 300-320 ° C is due to the fact that the viscosity of the melt decreases so much that it becomes possible to obtain microspheres of the product with a particle size of up to 500 microns. Such granules congeal in an atmosphere of an inert gas (nitrogen or argon) at room temperature so quickly that the peritectic decomposition characteristic of the RbAg 4 I 5 composition practically does not have time to occur, which makes it possible to obtain a monophasic target product with high specific ionic conductivity. A further increase in the temperature of the melt is impractical, since the heat content of the melt entering the granulation increases, which complicates the hardening of the formed droplets and increases energy consumption.
Использование азота или аргона в качестве инертного газа предотвращает окисление исходных веществ и синтезированного продукта, имеющее место при их высокотемпературном контакте с кислородом воздушной атмосферы, сопровождающееся образованием элементарного йода и приводящее к резкому снижению электропроводящих свойств продукта.The use of nitrogen or argon as an inert gas prevents the oxidation of the starting materials and the synthesized product that occurs when they are in high temperature contact with oxygen in the air, accompanied by the formation of elemental iodine and leading to a sharp decrease in the electrically conductive properties of the product.
Перемешивание расплава путем барботирования азотом или аргоном обеспечивает получение стехиометрического состава по всему объему расплава без его окисления.Mixing the melt by sparging with nitrogen or argon provides a stoichiometric composition over the entire volume of the melt without oxidation.
Получение микрогранул крупностью 100-500 мкм обусловлено необходимостью ограничения перитектического распада соединения RbAg4I5, который усиливается при увеличении крупности микрогранул, а также обеспечения стабильности качества твердого ионного электролита RbAg4I5 при его дальнейшем использовании. Оно может снижаться при крупности микрогранул менее 100 мкм за счет усиления гидролиза вследствие увеличения сорбции атмосферной влаги.The production of microspheres with a particle size of 100-500 μm is due to the need to limit the peritectic decomposition of the RbAg 4 I 5 compound, which increases with increasing size of the microspheres, and also to ensure the stability of the quality of the RbAg 4 I 5 solid ion electrolyte with its further use. It can decrease when the size of microgranules is less than 100 microns due to increased hydrolysis due to increased sorption of atmospheric moisture.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения получения высоких технологических показателей процесса и качественного конечного продукта.The above particular features of the invention allow the method to be carried out in an optimal mode from the point of view of obtaining high technological parameters of the process and a high-quality final product.
Сущность заявляемого изобретения и его преимущества могут быть пояснены следующими примерами конкретного выполнения.The essence of the claimed invention and its advantages can be illustrated by the following examples of specific performance.
Пример 1. Порошкообразную смесь иодида рубидия и иодида серебра в количестве 193,66 г RbI и 856,34 г AgI (стехиометрическое соотношение) загружают в верхнюю камеру кварцевого сосуда, нижняя камера которого снабжена центробежным тарельчатым распылителем. Верхняя камера имеет выпускную трубку с диаметром выходного отверстия 0,8 мм, а тарельчатый распылитель нижней камеры установлен под выпускной трубкой. Кварцевый сосуд вакуумируют, заполняют аргоном, порошкообразную смесь нагревают до расплавления, после чего температуру повышают до 300°C при перемешивании расплава путем барботирования аргоном. Осуществляют одновременное охлаждение расплава и его диспергирование путем пропускания струи расплава под действием избыточного давления аргона через выпускную трубку и падения струи на тарелку центробежного распылителя, вращающуюся со скоростью 6000 об/мин. В результате распыления расплава и охлаждения образовавшихся капель в процессе их разлета образовались микрогранулы с максимальной крупностью 500 мкм. По данным РФА микрогранулы состоят из монофазной комплексной соли RbAg4I5. Ее удельная ионная проводимость при температуре 20°C равна 0,24 См·см-1, удельная электронная проводимость - 4·10-9 См·см-1. Полученные микрогранулы подвергают термообработке в атмосфере аргона при температуре 180°C в течение 450 часов. После термообработки удельная ионная проводимость продукта не изменилась, а удельная электронная проводимость снизилась до 5·10-10 См·см-1.Example 1. A powdery mixture of rubidium iodide and silver iodide in an amount of 193.66 g of RbI and 856.34 g of AgI (stoichiometric ratio) is loaded into the upper chamber of a quartz vessel, the lower chamber of which is equipped with a centrifugal disk atomizer. The upper chamber has an outlet pipe with an outlet diameter of 0.8 mm, and a poppet spray of the lower chamber is installed under the outlet pipe. The quartz vessel is evacuated, filled with argon, the powder mixture is heated until it melts, after which the temperature is raised to 300 ° C while stirring the melt by sparging with argon. The melt is simultaneously cooled and dispersed by passing the melt jet under the influence of argon overpressure through the exhaust pipe and dropping the jet onto a centrifugal atomizer plate rotating at a speed of 6000 rpm. As a result of atomization of the melt and cooling of the formed droplets during their expansion, microgranules with a maximum particle size of 500 μm were formed. According to XRD data, the microgranules consist of a monophasic complex salt of RbAg 4 I 5 . Its specific ionic conductivity at a temperature of 20 ° C is 0.24 cm · cm -1 , the specific electronic conductivity is 4 · 10 -9 cm · cm -1 . The obtained microspheres are subjected to heat treatment in an argon atmosphere at a temperature of 180 ° C for 450 hours. After heat treatment, the specific ionic conductivity of the product did not change, and the specific electronic conductivity decreased to 5 · 10 -10 cm · cm -1 .
Пример 2. Процесс ведут согласно Примеру 1. Порошкообразную смесь иодида рубидия и иодида серебра нагревают до расплавления, после чего температуру повышают до 320°C при перемешивании расплава путем барботирования азотом. Центробежное распыление расплава осуществляют при скорости вращения тарелки 10000 об/мин. В результате распыления расплава и охлаждения образовавшихся капель в процессе их разлета образовались микрогранулы с максимальной крупностью не более 100 мкм. По данным РФА микрогранулы состоят из монофазной комплексной соли RbAg4I5. Ее удельная ионная проводимость при температуре 20°C равна 0,26 См·см-1, удельная электронная проводимость - 3,8·10-9 См·см-1. Полученные микрогранулы подвергают термообработке в атмосфере азота при температуре 190°C в течение 420 часов. После термообработки удельная ионная проводимость продукта не изменилась, а удельная электронная проводимость снизилась до 3·10-10 См·см-1.Example 2. The process is carried out according to Example 1. A powder mixture of rubidium iodide and silver iodide is heated until melted, after which the temperature is raised to 320 ° C while stirring the melt by sparging with nitrogen. Centrifugal spraying of the melt is carried out at a plate rotation speed of 10,000 rpm. As a result of atomization of the melt and cooling of the droplets formed, during their expansion microgranules with a maximum particle size of not more than 100 microns were formed. According to XRD data, the microgranules consist of a monophasic complex salt of RbAg 4 I 5 . Its specific ionic conductivity at a temperature of 20 ° C is equal to 0.26 cm · cm -1 , the specific electronic conductivity is 3.8 · 10 -9 cm · cm -1 . The obtained microspheres are subjected to heat treatment in a nitrogen atmosphere at a temperature of 190 ° C for 420 hours. After heat treatment, the specific ionic conductivity of the product did not change, and the specific electronic conductivity decreased to 3 · 10 -10 cm · cm -1 .
Пример 3. Процесс ведут согласно Примеру 1. Порошкообразную смесь иодида рубидия и иодида серебра нагревают до расплавления, после чего температуру повышают до 310°C при перемешивании расплава путем барботирования очищенным аргоном. Центробежное распыление расплава осуществляют при скорости вращения тарелки 8000 об/мин. В результате распыления расплава и охлаждения образовавшихся капель в процессе их разлета образовались микрогранулы с максимальной крупностью 220 мкм. По данным РФА микрогранулы состоят из монофазной комплексной соли RbAg4I5. Ее удельная ионная проводимость при температуре 20°C равна 0,25 См·см-1, удельная электронная проводимость - 4,2·10-9 См·см-1. Полученные микрогранулы подвергают термообработке в атмосфере аргона при температуре 195°C в течение 435 часов. После термообработки удельная ионная проводимость продукта не изменилась, а удельная электронная проводимость снизилась до 4,1·10-10 См·см-1.Example 3. The process is carried out according to Example 1. A powder mixture of rubidium iodide and silver iodide is heated until melted, after which the temperature is raised to 310 ° C while stirring the melt by sparging with purified argon. Centrifugal spraying of the melt is carried out at a plate rotation speed of 8000 rpm. As a result of atomization of the melt and cooling of the formed droplets during their expansion, microspheres formed with a maximum particle size of 220 μm. According to XRD data, the microgranules consist of a monophasic complex salt of RbAg 4 I 5 . Its specific ionic conductivity at a temperature of 20 ° C is 0.25 cm · cm -1 , the specific electronic conductivity is 4.2 · 10 -9 cm · cm -1 . The obtained microspheres are subjected to heat treatment in an argon atmosphere at a temperature of 195 ° C for 435 hours. After heat treatment, the specific ionic conductivity of the product did not change, and the specific electronic conductivity decreased to 4.1 · 10 -10 cm · cm -1 .
Из вышеприведенных примеров видно, что способ согласно изобретению позволяет получить монофазный твердый ионный электролит RbAg4I5, имеющий по сравнению с прототипом при комнатной температуре в 1,2-1,3 раза более высокую ионную проводимость и в 20-33 раза более низкую электронную проводимость. Способ относительно прост и может быть реализован с использованием несложного оборудования.From the above examples it is seen that the method according to the invention allows to obtain a monophasic solid ionic electrolyte RbAg 4 I 5 having, compared to the prototype, at room temperature 1.2-1.3 times higher ionic conductivity and 20-33 times lower electronic conductivity. The method is relatively simple and can be implemented using simple equipment.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144945/07A RU2407090C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | METHOD FOR PRODUCTION OF SOLID ION ELECTROLYTE RbAg4I5 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144945/07A RU2407090C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | METHOD FOR PRODUCTION OF SOLID ION ELECTROLYTE RbAg4I5 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2407090C1 true RU2407090C1 (en) | 2010-12-20 |
Family
ID=44056761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144945/07A RU2407090C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | METHOD FOR PRODUCTION OF SOLID ION ELECTROLYTE RbAg4I5 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2407090C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128657A1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Центр Инновационных Технологий-Нано | Method for producing three-dimensional nano-metric metallic structures and device for carrying out said method |
| RU2701867C1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью"Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") | METHOD OF PRODUCING SOLID ELECTROLYTE RbAg4I5 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3519404A (en) * | 1969-04-17 | 1970-07-07 | North American Rockwell | Solid ionic conductors |
| GB2112561A (en) * | 1981-11-16 | 1983-07-20 | Duracell Batteries Ltd | Solid state electrochemical devices |
| WO2000032847A2 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-08 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Aluminium organic electrolytes and method for electrolytic coating with aluminium or aluminium-magnesium-alloys |
-
2009
- 2009-12-03 RU RU2009144945/07A patent/RU2407090C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3519404A (en) * | 1969-04-17 | 1970-07-07 | North American Rockwell | Solid ionic conductors |
| GB2112561A (en) * | 1981-11-16 | 1983-07-20 | Duracell Batteries Ltd | Solid state electrochemical devices |
| WO2000032847A2 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-08 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Aluminium organic electrolytes and method for electrolytic coating with aluminium or aluminium-magnesium-alloys |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БОБКОВА М.В., КОЗЛОВА Н.И., ПЛОТКОВА С.С. и др. Синтез твердых электролитов на основе иодида серебра // Физическая химия и электрохимия расплавленных и твердых электролитов: тез. докл. V Всесоюзного совещания, г.Свердловск, 5-7 июня 1973, Ч.1. - Свердловск, 1973, С.137-138. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128657A1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Центр Инновационных Технологий-Нано | Method for producing three-dimensional nano-metric metallic structures and device for carrying out said method |
| RU2701867C1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью"Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") | METHOD OF PRODUCING SOLID ELECTROLYTE RbAg4I5 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113851701B (en) | Homogeneous solution | |
| JP7176937B2 (en) | Method for producing composite solid electrolyte | |
| US11183708B2 (en) | Method for producing sulfide solid electrolyte and sulfur-based material | |
| JP5692266B2 (en) | Method for producing sulfide solid electrolyte material | |
| JP6602258B2 (en) | Method for producing lithium sulfide and method for producing inorganic solid electrolyte | |
| TWI783321B (en) | Sulfide solid electrolyte | |
| CN105140485B (en) | A kind of thermal cell composite positive pole and preparation method thereof | |
| JP2013075816A (en) | Lithium sulfide, method for producing the lithium sulfide, and method for producing inorganic solid electrolyte | |
| JP2016216312A (en) | Manufacturing method of lithium sulfide and manufacturing method of inorganic solid electrolyte | |
| Adnan et al. | Conductivity and dielectric studies of Li2ZnSiO4 ceramic electrolyte synthesized via citrate sol gel method | |
| JP2014169196A (en) | Method of producing lithium sulfide and method of producing inorganic solid electrolyte | |
| CN102196998A (en) | Method for producing lithium iron sulfide and method for producing lithium transition metal sulfide | |
| JP2015196621A (en) | Method for producing lithium sulfide and method for producing inorganic solid electrolyte | |
| JP2018133227A (en) | Method for producing sulfide solid electrolyte | |
| US20220336848A1 (en) | Method for producing solid electrolyte | |
| JP2019102412A (en) | Method for producing sulfide solid electrolyte material | |
| RU2407090C1 (en) | METHOD FOR PRODUCTION OF SOLID ION ELECTROLYTE RbAg4I5 | |
| JP2014167845A (en) | Process of manufacturing sulfide solid electrolyte material | |
| KR102369763B1 (en) | solid electrolyte | |
| JP6162981B2 (en) | Method for producing lithium sulfide and method for producing inorganic solid electrolyte | |
| US20250201909A1 (en) | Method for manufacturing sulfide solid electrolyte | |
| US11664530B2 (en) | Production method for solid electrolyte | |
| CN114975988B (en) | Negative electrode layer and fluoride ion secondary battery | |
| WO2021065230A1 (en) | Method for producing sulfide-based inorganic solid electrolyte material | |
| WO2017057322A1 (en) | Plate-shaped alumina powder production method |