Хімічне джерело струму

Изобретение относится к электро Изобретение относится к электротехнике и касается химических источников тока (ХИТ) с литиевым анодом, органическим электролитом и твердотельным катодом. Цель изобретения повышение энерго емкости плотности тока ЭДС, сохранности* Поставленная цель достигается введением в раствор органического электролита стабилизатора, предотвращающего протекание процесса коррозии литиевого анода и образование на его поверхности продуктов деструкции электролита. В качестве стабилизатора в предлагаемом ХИТ используются органические соединения, выбранные из класса орто-хинонов, орто-хлоранил (I) и ортофенантренхинон (II) (і) се (Щ о технике. Цель изобретения - повышение ЭДС, энергоемкости, плотности снимаемого тока, а также сохранности Органический электролит химического источника тока с активным анодом содержит добавку, стабилизирующую работу литиевого анода. Стабилизатор выбран из класса орто-хинонов, например ортохлоранил, в количестве 0,12-1,8% или орто-фенантренхинон в количестве 0,1-0,9%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. Орто-хиноны, обладающие высоким сродством к электрону, могут взаимодействовать с литиевым анодом л образованием на его поверхности плотной нерастворимой пленки анион-радикальной .соли (схема 1) . +и Такая пленка благодаря хелатирующему фрагменту (клешня), способного образовывать комплексы с ионами лития, обладает высокой ионной проводимостью н достаточно хорошо защищает поверхность литиевого анода от кор коррозии н не препятствует нормальной работе элемента. 37-89 1 ! .J С N9 1514200 Введение в -чл^к трочнт орто-хшюноп ченный эффект является стабильным, (I) или Сі]) значительно улучшает осуказанные высокие характеристики новные характеристики как свежеизго™ сохраняются длительное, время, тогда тоБленяых литиевых ХИТ, так и такс- с как в контрольной партии они падают. вые Б процессе их хранения и эксплуаКак видно из таблицы, выдержка элетации при комнатной температуре и в ментов в течение 3 месяцев при норусловиях повышенных температур. мальных условиях не приводит к заАктивным материалом катода ХИТ метному изменению основных харакСлужит МпО? или (™CF x -~) h , содержащий \Q теристик ХИТ, стабилизированных ортокопроводяиую добавку и связующее, то-хлораиилом или орто-фенантренхинапрессованный на никелевый токоотноном, в то время как эти характевод, приваренный к катодному корпусу. ристики для серийных ХИТ* заметно Катодное и анодное пространство разснижаются. Введение в электролит делены сепаратором из неткаиного по- 15 пара-бензохинона не приводит к липропплена, а токоотводы разделены какому-либо улучшению характерисуплотняющей прокладкой из полипропитик элементов по сравнению с серийлена. В качестве электролита нсполь ными "(см. таблицу) . ^ оовап 1 М раствор LiClO 4 в смеси нроБыли проведены также испытания пилепгярбонат-циметоксизтач (1:1). 20 по влиянию воздействия повышенной Исследования проводят на базе четытемпературы на основные характерисрех серии литиевых ХИТ по 1500 элетики ХИТ без и в присутствии стабиментов в каждой. Первая серия источлизаторов. Яри этом было установлеников - контрольная, вторая содержит но, что элементы, с одержане в каэлектролит с добапкой орто-хлоранила, 25 Ч С с т в е стабилизаторов ортохлораиил третья серия - электролит с добавкой или орто-фенантренхинон, после выортофенантренхинона, а четвертая держки в течение более 15 суток при электролит с добавкой пара-бензохино60°С сохраняют ЭДС на уровне 3,4 и на, взятого в оптимальном количестве 3,3 В и величину энергоемкости, со1,0%. Орто-хлоранил вводят в электро-30 ответствуюіігую номинальному значе*лит в количестве 0,2- 1,0 и 1,8%. нию 120 мА'Ч, в то время как контПри этом установлено, что ЭДС исрольные образщ,; при тех же услоследуемых источников не зависит от виях вышли из строя, а стабилизироконцентрации орто-хлоранила и составванные пара-бензохиноном снижают ляет 3,4 В, в то время как ток корот- 35 энергоемкость до Ь0 мА. ч. Помимо кого замыкания I к э = 350 мА при 1,0% энергоемкости, как следует из данных, орто-хлоранила, а при других конпредставленных в таблице, величины центрациях (0,2 и 1,8%) наблюдаются I k 3 и напряжения на нагрузку 370 Ом несколько меньшие величины 340-345 мА источников, содержащих орто-хлоранил В виду сравнительно мапой раствори- 40 или орто-фенантренхннон, существенмости орто-фенантренхинона используно превышают эти характеристики для ют следующие концентрации: 0,1, 0,5 источников с пара-беиэохиноном. 0,9%. Также, как и в случае ортохлорапила, величина ЭДС не зависит Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я от концентрации и составляет 3,3 В, а величина Iк^ (320 мА при 0,5% орто1» Химический источник тока с орфенантрехинона) уменьшается на 5 ганическим электролитом, содержа10 мА при переходе к меньшим (0,1%) щий катод, анод из активного металла или большим (0,9%) концентрациям ори органический электролит с добавкой то-фенантренхинона . 50 хинонов, о т л и ч а ю щ и й с я Результаты проведенных исследоватем, что, с целью повышения ЭДС, ний представлены в таблице, из котоэнергоемкости, плотности тока и сорой следует, что введение в электрохранности, в качестве хинона взят лит орто-хлоранила или орто-фенанорто-хинон. тренхинона приводит к возрастанию 55 ЭДС до 3,4 и 3,3 В, IfcS до 350 и 2. Источник тока по п. 1 Э о т 320 мА, а величины энергоемкости л и ч а ю щ и й с я тем, что в кадо номинального значения 12, мА*ч честве хинона взят орто-хлоранил в для свежеизготовпенных ХИТ. Полуколичестве 0,2-1,8%. 5 3. Источник тока по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в Серия Контрольная С содержанием ортохлоранила в концентрации 1 % С содержанием ортофенантренхинона "в концентрации 0,5% С содержанием парабензохинона в концентрации 1 % качестве хинона взят орто-фенантренхннон в количестве 0,1-0,9%. Характеристика Исходные элементы 6 1514200 Выдержка 3 месяца при 22°С I Выдержка 15 суток при 60 С ! ікз ЭДС U370 IK3 ЭДС U370 3,2 3,0 200 3,2 2,5 60 3,4 3,1 350 3,4 3,1 350 3,4 2,6 100 3,3 3,1 300 3,3 3,1 300 3,3 2,6 90 3,2 3,0 200 3,2 2,5 60 3,2 2,0 50 IK3 ЭДС U370 Полный отказ Редактор Н.Тимонина Составитель К.Вейсбейн Техред И.Верес Корректор М.Васильева Заказ 191А/ДСП Тираж 268 Подписное ВШИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина»101