RU2813719C1 - Electrolyte for chemical current source - Google Patents
Electrolyte for chemical current source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813719C1 RU2813719C1 RU2023129583A RU2023129583A RU2813719C1 RU 2813719 C1 RU2813719 C1 RU 2813719C1 RU 2023129583 A RU2023129583 A RU 2023129583A RU 2023129583 A RU2023129583 A RU 2023129583A RU 2813719 C1 RU2813719 C1 RU 2813719C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium
- chloride
- potassium
- melting point
- bromide
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 7
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical class [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 16
- JQVALDCWTQRVQE-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)chromium Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Cr]([O-])(=O)=O JQVALDCWTQRVQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 23
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов, применяющихся в качестве расплавляемых электролитов для химических источников тока.The invention relates to the field of energy, in particular to the development of compositions used as molten electrolytes for chemical current sources.
Уровень техникиState of the art
Известны составы электролитов для химических источников тока. Первый включает хлорид лития (29,5 мас.%), хлорид калия (25,8 мас.%) и хромат лития (44,7 мас.%). Бухалова Г.А., Топшинова З.Н. Системы Li, K|| Cl, CrO4, Li,K||,Br,CrO4 // Журн. неорган. химии. 1973. Т. 18. № 5. С. 1375-1378. Температура плавления смеси 320 °С.The compositions of electrolytes for chemical current sources are known. The first includes lithium chloride (29.5 wt%), potassium chloride (25.8 wt%) and lithium chromate (44.7 wt%). Bukhalova G.A., Topshinova Z.N. Systems Li, K|| Cl, CrO 4, Li, K||, Br, CrO 4 // Journal. inorganic chemistry. 1973. T. 18. No. 5. P. 1375-1378. The melting point of the mixture is 320 °C.
Второй включает бромид лития (35,5 мас.%) и бромид калия (59,7 мас.%), хромат лития (3 мас.%), фторид лития (2 мас.%) Демина М.А., Гаркушин И.К., Ненашева А.В. и др. Фазовые равновесия в стабильном тетраэдре LiF–LiBr–Li2CrO4–KBr четырехкомпонентной взаимной системы Li,K||F,Br,CrO4 // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 5. С. 670-676. DOI: 10.7868/S0044457X16050056. Температура плавления смеси 315 °С. The second includes lithium bromide (35.5 wt.%) and potassium bromide (59.7 wt.%), lithium chromate (3 wt.%), lithium fluoride (2 wt.%) Demina M.A., Garkushin I. K., Nenasheva A.V. and others. Phase equilibria in the stable tetrahedron LiF–LiBr–Li 2 CrO 4 –KBr of the four-component reciprocal system Li,K||F,Br,CrO4 // Zh. inorganic chemistry. 2016. T. 61. No. 5. P. 670-676. DOI: 10.7868/S0044457X16050056. The melting point of the mixture is 315 °C.
Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав, включающий хлорид лития (23,7 мас.%), хлорид калия (45,5 мас.%) и хромат лития (29,8 мас.%), фторид лития (1 мас.%) (Демина М. А., Егорова Е.М., Гаркушин И.К. и др. Фазовые равновесия в стабильном тетраэдре LiF–LiCl–Li2CrO4–KCl четырехкомпонентной взаимной системы Li, K||F, Cl, CrO4 // Журн. неорг. химии. 2022. Т. 67. №10. С. 1446–1452. DOI: 10.31857/S0044457X22100154.). Температура плавления смеси 305°С. The closest to the declared composition in temperature and components is a low-melting composition, including lithium chloride (23.7 wt.%), potassium chloride (45.5 wt.%) and lithium chromate (29.8 wt.%), lithium fluoride ( 1 wt.%) (Demina M.A., Egorova E.M., Garkushin I.K. et al. Phase equilibria in the stable tetrahedron LiF–LiCl–Li 2 CrO 4 –KCl of the four-component reciprocal system Li, K||F , Cl, CrO 4 // Journal of inorganic chemistry. 2022. T. 67. No. 10. pp. 1446–1452. DOI: 10.31857/S0044457X22100154. The melting point of the mixture is 305°C.
Однако, все приведенные смеси являются эвтектическими со строго фиксированными значениями температур плавления и концентраций компонентов.However, all of the above mixtures are eutectic with strictly fixed melting points and component concentrations.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Техническим результатом настоящего технического решения является снижение температуры плавления и расширение диапазона использования электролита с низкой температурой плавления при общем снижении смеси солей лития.The technical result of this technical solution is a decrease in the melting point and an expansion of the range of use of an electrolyte with a low melting point with a general decrease in the mixture of lithium salts.
Технический результат достигается тем, что смесь, содержащая фторид лития, хлорид лития, хромат лития, хлорид калия дополнительно содержит бромиды лития и калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved in that the mixture containing lithium fluoride, lithium chloride, lithium chromate, potassium chloride additionally contains lithium and potassium bromides in the following ratio of components, wt.%:
Фторид лития 0,66…0,67Lithium fluoride 0.66…0.67
Хлорид лития 23,87… 24,71Lithium chloride 23.87… 24.71
Бромид лития 1,79…2,43Lithium bromide 1.79…2.43
Хромат лития 24,76…25,12Lithium chromate 24.76…25.12
Хлорид калия 36,45…37,56Potassium chloride 36.45…37.56
Бромид калия 10,15… 11,83Potassium bromide 10.15… 11.83
Электролит получен изучением системы, включающей указанные компоненты методом дифференциального термического анализа.The electrolyte was obtained by studying a system including the indicated components using the method of differential thermal analysis.
Осуществления изобретенияCarrying out the invention
Примеры конкретного исполнения.Examples of specific performance.
Пример 1Example 1
В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiBr), «хч» (KBr), «хч» (LiCl), «хч» (KCl), «чда» (Li2СrO4) и «чда» (LiF) в следующем соотношении компонентов: 0,0054 г (1,79 мас.%) бромида лития + 0,0305 г (10,15 мас.%) бромида калия + 0,0754 г (25,12 мас.%) хромата лития + 0,0020 г (0,67 мас.%) фторида лития+0,0741 г (24,71 мас.%) хлорида лития + 0,1127 г (37,56 мас.%) хлорида калия.In a shaft-type electric furnace, anhydrous salts of the reagent grade (LiBr), reagent grade (KBr), reagent grade (LiCl), reagent grade (KCl), analytical grade (Li 2 CrO 4 ) and analytical grade ( LiF) in the following component ratio: 0.0054 g (1.79 wt%) lithium bromide + 0.0305 g (10.15 wt%) potassium bromide + 0.0754 g (25.12 wt%) chromate lithium + 0.0020 g (0.67 wt.%) lithium fluoride + 0.0741 g (24.71 wt.%) lithium chloride + 0.1127 g (37.56 wt.%) potassium chloride.
Температура плавления смеси 300 °С.The melting point of the mixture is 300 °C.
Пример 2Example 2
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0049 г (1,65 мас.%) бромида лития + 0,0260 г (8,68 мас.%) бромида калия + 0,0570 г (18,99 мас.%) хромата лития + 0,0015 г (1,51 мас.%) фторида лития+0,0272 г (9,08 мас.%) хлорида лития + 0,1834 г (61,12 мас.%) хлорида калия.Under the conditions of example 1, anhydrous salts are melted in the following ratio of components: 0.0049 g (1.65 wt.%) lithium bromide + 0.0260 g (8.68 wt.%) potassium bromide + 0.0570 g (18.99 wt.%) lithium chromate + 0.0015 g (1.51 wt.%) lithium fluoride + 0.0272 g (9.08 wt.%) lithium chloride + 0.1834 g (61.12 wt.%) chloride potassium
Температура плавления смеси 298 °С.The melting point of the mixture is 298 °C.
Пример 3Example 3
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0073 г (2,43 мас.%) бромида лития + 0,0355 г (11,83 мас.%) бромида калия + 0,0743 г (24,76 мас.%) хромата лития + 0,0020 г (0,66 мас.%) фторида лития+0,0716 г (23,87 мас.%) хлорида лития + 0,1093 г (36,45 мас.%) хлорида калия.Under the conditions of example 1, anhydrous salts are melted in the following ratio of components: 0.0073 g (2.43 wt.%) lithium bromide + 0.0355 g (11.83 wt.%) potassium bromide + 0.0743 g (24.76 wt.%) lithium chromate + 0.0020 g (0.66 wt.%) lithium fluoride + 0.0716 g (23.87 wt.%) lithium chloride + 0.1093 g (36.45 wt.%) chloride potassium
Температура плавления смеси 300°С.The melting point of the mixture is 300°C.
Пример 4Example 4
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0041 г (1,35 мас.%) бромида лития + 0,0278 г (9,27 мас.%) бромида калия + 0,0757 г (25,23 мас.%) хромата лития + 0,0020 г (0,68 мас.%) фторида лития+0,0224 г (7,45 мас.%) хлорида лития + 0,0749 г (38,49 мас.%) хлорида калия. Температура плавления смеси 303°С.Under the conditions of example 1, anhydrous salts are melted in the following ratio of components: 0.0041 g (1.35 wt.%) lithium bromide + 0.0278 g (9.27 wt.%) potassium bromide + 0.0757 g (25.23 wt.%) lithium chromate + 0.0020 g (0.68 wt.%) lithium fluoride + 0.0224 g (7.45 wt.%) lithium chloride + 0.0749 g (38.49 wt.%) chloride potassium The melting point of the mixture is 303°C.
Пример 5Example 5
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли в следующем соотношении компонентов: 0,0060 г (1,99 мас.%) бромида лития + 0,0315 г (10,49 мас.%) бромида калия + 0,0565 г (18,82 мас.%) хромата лития + 0,0015 г (0,50 мас.%) фторида лития+0,0264 г (8,80 мас.%) хлорида лития + 0,1782 г (59,40 мас.%) хлорида калия. Температура плавления смеси 310°С.Under the conditions of example 1, anhydrous salts are melted in the following ratio of components: 0.0060 g (1.99 wt.%) lithium bromide + 0.0315 g (10.49 wt.%) potassium bromide + 0.0565 g (18.82 wt.%) lithium chromate + 0.0015 g (0.50 wt.%) lithium fluoride + 0.0264 g (8.80 wt.%) lithium chloride + 0.1782 g (59.40 wt.%) chloride potassium The melting point of the mixture is 310°C.
В таблице приведены сравнительные характеристики свойств заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.The table shows comparative characteristics of the properties of the proposed composition and the composition chosen as a prototype.
Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав обеспечивает работу химического источника тока в диапазоне температур выше 298-300°С с широким диапазоном концентраций исходных компонентов и на 2,42-24,29 мас.% меньше содержание солей лития.As can be seen from the table data, the proposed composition ensures operation of a chemical current source in the temperature range above 298-300°C with a wide range of concentrations of the initial components and a 2.42-24.29 wt.% lower content of lithium salts.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813719C1 true RU2813719C1 (en) | 2024-02-15 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326920C2 (en) * | 2006-07-19 | 2008-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Heat-retaining composition |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| RU2478115C1 (en) * | 2011-10-17 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Heat-retaining composition |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326920C2 (en) * | 2006-07-19 | 2008-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Heat-retaining composition |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| RU2478115C1 (en) * | 2011-10-17 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Heat-retaining composition |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Демина М. А., Егорова Е.М., Гаркушин И.К. и др. Фазовые равновесия в стабильном тетраэдре LiF-LiCl-Li2CrO4-KCl четырехкомпонентной взаимной системы Li, K||F, Cl, CrO4 // Журн. неорг. химии. 2022. Т. 67.N 5. С. 670-676. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111477954B (en) | A kind of high-concentration re-diluted electrolyte and preparation method thereof | |
| RU2813719C1 (en) | Electrolyte for chemical current source | |
| Henderson | Nonaqueous electrolytes: advances in lithium salts | |
| RU2340982C1 (en) | Electrolyte for chemical source of current | |
| Fujiwara et al. | New molten salt systems for high-temperature molten salt batteries: LiF–LiCl–LiBr-based quaternary systems | |
| Tyunina et al. | Electrochemical properties of LiAsF6 solutions in propylene carbonate—acetonitrile binary mixtures | |
| RU2833069C1 (en) | Electrolyte for chemical current source | |
| Broszkiewicz et al. | Comparison of LiTDI and LiPDI salts and influence of their perfluoroalkyl side-chain on association and electrochemical properties in triglyme | |
| RU2714512C1 (en) | Melted electrolyte for chemical current source | |
| RU2845360C1 (en) | Electrolyte for a chemical current source | |
| CN113594544A (en) | Electrolyte for low-temperature lithium battery and preparation method thereof | |
| RU2805980C1 (en) | Electrolyte for chemical current source | |
| Srivastava et al. | Ionic Conductivity in Binary Solvent Mixtures. 1. Propylene Carbonate (20 mass%)+ Ethylene Carbonate at 25. degree. C | |
| RU2799874C1 (en) | Low-melting heat storage salt mixture | |
| Fujinaga et al. | Electrochemical studies of sulfonates in non-aqueous solvents: Part I. Polarographic reductions of alkali metal ions with sulfonate supporting electrolyte in N, N-dimethylformamide and acetonitrile | |
| JP7623376B2 (en) | Flame retardants for lithium batteries | |
| GB2582364A (en) | Methods | |
| CA3215116A1 (en) | Flame retardants for battery electrolytes | |
| SU532916A1 (en) | Electrolyte for chemical lithium anode current source | |
| RU2506669C1 (en) | Electrolyte for chemical current sources | |
| EP4343915A1 (en) | Composition production method and non-aqueous electrolyte solution | |
| RU2817998C2 (en) | Heat carrier from halides of alkali metals | |
| RU2410799C1 (en) | Electrolyte for chemical source of current | |
| KR20220101625A (en) | Flame retardant for battery electrolyte | |
| Tyunina et al. | LiAsF6 Solutions in the Propylene Carbonate–Dimethylsulfoxide Mixed Solvent: The Conductivity and Electrochemical Stability |