Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КАТОДНЫЙ МАТЕРИАЛ
КАТОДНЫЙ МАТЕРИАЛ

КАТОДНЫЙ МАТЕРИАЛ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: термохимические источники тока. Сущность изобретения: катодная масса содержит (в мас.%) оксидную ванадиевую бронзу CuxV2O5 , где 0.3≅ x≅ 0.85 , в количестве 20,0 - 33,3 и оксид ванадия V2O4 - 66,7 - 80,0. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2016443
Класс(ы) патента: H01M4/36, H01M4/48
Номер заявки: 5003292/07
Дата подачи заявки: 27.09.1991
Дата публикации: 15.07.1994
Заявитель(и): Волков В.Л.; Черепанов В.Б.; Тибогайкин А.М.; Вяткин А.Л.; Кокорин П.А.; Новгородцев В.П.; Кочнев А.А.
Автор(ы): Волков В.Л.; Черепанов В.Б.; Тибогайкин А.М.; Вяткин А.Л.; Кокорин П.А.; Новгородцев В.П.; Кочнев А.А.
Патентообладатель(и): Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к электротехнике и касается катодного материала химического источника тока, в частности термоэлектрохимических батарей, содержащих анод, катод и электролит между ними.
Известен катодный материал из оксидной ванадиевой бронзы (ОВБ) состава Cu0,4V2O5.
Недостатками данного катодного материала является низкое разрядное напряжение в импульсном режиме (1,8 В при токе 1 А/см2), быстрый спад напряжения и низкая энергоемкость.
Наиболее близким к предлагаемому по химическому составу и назначению является катодный материал, состоящий из смеси ОВБ LixV2O5 (0,88≅ x ≅1) или LiV3O8 и оксидов VO2 + y (0≅ y ≅0,05) или V6O13 + y (0 ≅ y≅ 0,5).
Недостатками этого катодного материала являются низкое разрядное напряжение в импульсном режиме (1,8 В при токе 1 А/см2) и малая энергоемкость.
Цель изобретения - повышение напряжения и удельных характеристик источника тока.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве катодного материала используют смесь соединений состава CuxV2O5˙nV2O4, где 0,3 ≅ х ≅ 0,85 и 2 ≅ n ≅ 4.
Данный катодный материал получают по обычной керамической технологии. Исходные вещества, взятые в стехиометрических количествах согласно реакции
xCu + (n + 1)V2O5 + n/2C ->>
->>CuxV2O5˙nV2O4 + n/2CO2 перетирают, брикетируют и прокаливают в атмосфере аргона в течение 5 ч сначала при 550, а затем 650оС. Состав полученного катодного материала контролируют рентгенофазовым методом анализа.
Катод источника тока формируют путем напрессования катодного материала на никелевую металлическую подложку. Затем собирают элемент путем сжатия токоотводами катода, таблетки электролита и анода из сплава лития с бором (25 мас.% бора и остальное литий). В качестве электролита используют эвтектическую смесь хлорида, бромида и фторида лития состава, мол.%: LiCl - 31, LiBr - 47 и LiF - 22. Элемент активируют нагреванием до температуры 500-700оС и проводят его разряд в выбранном режиме.
В таблице приведены данные по разрядным характеристикам элементов, собранных с предложенными катодными материалами в импульсном режиме при разрядном токе 1 А/см2, длительности импульса 100 м.сек и температуре 500-700оС.
Согласно этим результатам катодный материал CuxV2O5˙nV2O4 (0,3 ≅ x ≅ 0,85 и 2 ≅ n ≅ 4) обладает самыми высокими характеристиками по сравнению с прототипом. При х меньше 0,3 в соединениях CuxV2O5 присутствует примесь V2O5, а при х больше 0,85 резко снижаются напряжение и удельные характеристики источника тока (см. таблицу). Величина 2 ≅ n≅ 4 является оптимальной и обеспечивает высокие характеристики источника тока. При х меньше 2 и больше 4 напряжение и удельные характеристики катодного материала уменьшаются (см. таблицу).
Таким образом, химические источники тока с предлагаемым катодным материалом CuxV2O5˙nV2O4 (0,3≅ x≅ 0,85 и 2≅ n≅ 4) обладают лучшими удельными характеристиками по сравнению с основными известными. По сравнению с прототипом LiV2O5˙2V2O4 использование смеси CuxV2O5˙nV2O4 в качестве катодного материала химических источников тока позволяет увеличить разрядное напряжение одного элемента максимум в ≈ 1,3 раза, удельную емкость в ≈ 3,2 раза и удельную энергию в ≈ 3,6 раза при разрядном токе 1 А/см2 и температуре 500-700оС.
Формула изобретения: КАТОДНЫЙ МАТЕРИАЛ на основе смеси оксидных ванадиевых бронз с оксидами ванадия, отличающийся тем, что, с целью повышения напряжения и удельных характеристик источника тока, в качестве оксидной ванадиевой бронзы взято соединение CuxV2O5, где 0,3 ≅ x ≅ 0,85, в качестве оксида ванадия соединение V2O4 при следующем соотношении компонентов, мол.%:
CuxV2O5 20,0 - 33,3
V2O4 66,7 - 80,0