ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА
ELECTROLYTE FOR CHEMICAL CURRENT SOURCE

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов высокотемпературных тепловых химических источников тока, включающих хлориды лития и калия и другие соли лития.
Известны составы, которые могут быть использованы в качестве электролитов для химических источников тока, а именно:
3
2
4
3
2
4
1) содержащий ванадат и молибдат лития; температура плавления смеси 533°C, удельная энтальпия плавления 328 Дж/г (Беляев И.Н., Лупейко Т.Г., Вяликова В.И. Системы LiVO-LiMo(W)O и NaVO-NaCr(Mo)O // Журн. неорган, химии. 1975. Т.20. №9. С.2483-2486);
4
4
2) содержащий хлорид и молибдат лития; температура плавления смеси 501°C, удельная энтальпия плавления 302 Дж/г (Трунин А.С. Исследование тройных взаимных систем Li, Ва||Cl, МоO и Li, Ва||Cl, WO //Известия Северокавказского центра высшей школы. Естественные науки. 1980. №3. С.53-55).
Недостатком данных составов является относительно высокая энтальпия и температура плавления.
Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiCl-KCl (Химические источники тока / под ред. Коровина Н.В. М.: Издательство МЭИ, 2003 г., 740 с). Температура плавления эвтектического состава составляет 358°C. Недостатком данного состава также является высокая температура плавления смеси.
Техническим результатом изобретения является возможность применения состава в качестве электролита для химического источника тока в диапазоне температур 336-341°C. Технический результат достигается тем, что электролит содержит хлорид калия, хлорид, метаванадат и молибдат лития в следующем соотношении компонентов, мас.%:
хлорид калия 39.62…42.70
хлорид лития 30.79…33.08
метаванадат лития 8.34…9.26
молибдат лития 15.89…20.32
Новизна заявляемого состава по сравнению с известным заключается в том, что данный состав содержит хлориды лития и калия и другие соли лития, где в качестве солей лития взяты метаванадат и молибдат лития, что позволяет снизить температуру плавления и сократить энергозатраты на его плавление.
Примеры конкретного исполнения.
Пример 1.
3
2
4
В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiCl, LiVO) и «чда» (LiMoO, KCl) 0,4270 г (42.70 мас.%) хлорида калия +0.3308 г (33.08 мас.%) хлорида лития +0.0834 г (8.34 мас.%) метаванадата лития +0.1589 г (15.89 мас.%) молибдата лития.
Температура плавления смеси 338°C.
Удельная энтальпия плавления рассчитывалась по формуле:
<mrow><msub><mtext>Δ</mtext><mtext>m</mtext></msub><msub><mtext>H</mtext><mtext>E</mtext></msub><mo>=</mo><msub><mtext>Δ</mtext><mtext>t</mtext></msub><msub><mtext>H</mtext><mrow><mtext>эт</mtext></mrow></msub><mfrac><mrow><msub><mtext>S</mtext><mtext>E</mtext></msub></mrow><mrow><msub><mtext>S</mtext><mrow><mtext>эт</mtext></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><msub><mtext>T</mtext><mtext>E</mtext></msub></mrow><mrow><msub><mtext>T</mtext><mrow><mtext>эт</mtext></mrow></msub></mrow></mfrac><mtext>, Дж/г</mtext><mtext>,</mtext></mrow>
t
E
E
эт
e
эт
3
где ΔH - удельная энтальпия фазового перехода вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, Дж/г; S, S - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающих плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; T, T - температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, К. Окончательное значение энтальпии находили как среднее трех измерений. В качестве эталонного вещества взят KNO (температура плавления 338°C, удельная энтальпия плавления 115.8 Дж/г).
Удельная энтальпия состава 291 кДж/кг.
Пример 2.
3
2
4
В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiCl, LiVO) и «чда» (LiMoO, KCl) 0.3962 г (39.62 мас.%) хлорида калия +0.3079 г (30.79 мас.%) хлорида лития +0.0926 г (9.26 мас.%) метаванадата лития +0.2032 г (20.32 мас.%) молибдата лития.
Температура плавления смеси 341°C.
Удельная энтальпия плавления 298 кДж/кг.
Пример 3.
3
2
4
В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiCl, LiVO) и «чда» (LiMoO, KCl) 0.4133 г (41.33 мас.%) хлорида калия +0.3173 г (31.73 мас.%) хлорида лития +0.0881 г (8.81 мас.%) метаванадата лития +0.1813 г (18.13 мас.%) молибдата лития.
Температура плавления смеси 336°C.
Удельная энтальпия плавления 295 кДж/кг.
За заявляемыми пределами нарушается однофазность состава, возрастает температура, что приводит к увеличению энергозатрат на плавление смеси.
В таблице приведены сравнительные характеристики свойств заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.
Составы
Состав смеси, мас.%
Удельная энтальпия плавления, кДж/кг
Температура плавления, °C
KCl
LiCl
LiVO<sub>3</sub>
Li<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>
Прототип
52.4
47.6
-
-
-
358
Предлагаемый
1
42.70
33.08
8.34
15.89
291
338
2
39.62
30.79
9.26
20.32
298
341
3
41.33
31.73
8.81
18.13
295
336
Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав имеет температуру на 17-22°C ниже по сравнению с прототипом, что значительно снижает энергозатраты на плавление состава и приведение его в рабочее состояние, а также расширяет диапазон использования по температуре.