Химический источник тока

 

1.ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА, содержащий органический катод,растворенный в органическом электролите, и анод, отличающийся тем, что, с целью повышения ЭДС,цикличности , в качестве катода взят стабильный катион-радикал ароматического амина или гетероциклического соединения, стабильный электронейтральный радикал .ароматического кислородили азотосодержащего соединения. 2,Химический источник тока по п.1 отличающийся тем, что в качестве катода взят катион-радикал тритолиламина-. 3.Химический источник тока по П.1, отличающийся тем, что . в качестве катода взят катионрадикал феназина. 4.Химический источник тока по П.1, отличающийся, тем, что в качестве катода взят электронейтральный радикал феноксила. 5.Химический источник тока по П.1, отличающийся тем, что в качестве катода взят электронейтральный радикал дифенилпикрилгидразила . 6.Химический источник тока по i П.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения перезаряСЛ жаемости, в качестве анода взят стабильный анион-радикал ароматического соединения, растворенный в органическом электролите. 7,Химический истОчни.к тока по пп.Диб, отличающийся « Од тем, что в качестве анода взят анион-радикал нафталина. СО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. SU„„969 1 31

3(59 Н 01 М 4 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2782879/24-07 (22) 15.06.79 (46) 15 ° 11 .84, Бюл. Р 42 (72) В.Д.Походенко, B.Ã.Кошечко, В.И.Барчук и К.С.Исагулов (71) Институт физической химии им.Л.В:Писаржевского AH УССР (53). 621.3.035.2.222.3:

621.355.9(088.8) (56) 1.Патент CIOA Р 3578500, 136-6, 1971.

2.Патент США М 3804675,136-137, 1974 (прототип) . (54)(57) 1.ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА, содержащий органический катод,растворенный в органическом электролите, и анод, отличающий с я тем, что, с целью повышения ЭДС,цикличности, в качестве катода взят стабильный катион-радикал ароматического амина или гетероциклического соединения, стабильный электронейтральный радикал ароматического кислород- или азотосодержащего соединения.

2.Химический источник тока по п.1 отличающийся тем, что в качестве катода взят катион-радикал тритолиламина-.

З.Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что,в качестве катода взят катионрадикал феназина.

4.Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что в качестве катода взят электронейтральный радикал феноксила.

5.Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что в качестве катода взят электронейтральный радикал дифенилпикрилгидразила.

6.Химический источник тока по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения перезаряжаемости, в качестве анода взят стабильный анион-радикал ароматического соединения, растворенный в органическом электролите.

7.Химический источник тока по пп 1 и 6, . отличающийся тем, что в качестве анода взят анион-радикал нафталина.

969131

Изобретение относится к источнику тока с органическим электролитом.

Известен химический источник тока, содержащий органический катод, растворенный в двуокиси серы и лит- 5 невый анод (1) .

Однако температурный режим, работы этого источника весьма ограничен, поскольку температура кипения растворителя (SO ) равна — 10 С и такой элемент может работать лишь при низких температурах или при более высоких температурах под давлением. Такой температурный режим работы требует сложной технологии изготовления эле- 15 мента и специальных условий его хранения, при этом во избежание взрыва элемента требуется установка в элементе дополнительного устройства. По скольку в известном варианте источника тока используется SO, которая во многих химических реакциях выступает в качестве восстановителя, это приводит к весьма ограниченному выбору катодов (окислителей), обла-дающих высоким окислительным потенциалом. Кроме того, двуокись серы реагирует с металлическим литием, что уменьшает срок хранения источника тока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является источник .тока, содержащий органический катод, растворенный в органическом электролите и литиевый анод (2) .

Однако органические комплексы, используемые в этом источнике тока, плохо растворимы в органических элек. тролитах, ЭДС такого источника тока

2,98-3,26 В. Этот источник тока не 40 перезаряжаем.

Цель изобретения — повышение ЭДС источника тока.

Для этого в предлагаемом источнике тока в качестве катода взят стабильный катион-радикал ароматического амина или гетероциклического соединения или стабильный электронейтральный радикал ароматического кислород- или азотсодержащего соединения.

В качестве катода можно использовать катион-радикал тритолиламина или феназина или электронейтральный радикал феноксила, или дифенилтикрил гидразила.

Для обеспечеНия перезаряжаемости предлагаемого источника тока в качестве анода взят стабильный анинрадикал ароматического соединения, например нафталина, растворимый в органическом электролите.

Кроме высоких окислительно-восстановительных свойств для эффективного использования в обратимых источ никах тока свободные радикалы должны $5

" " (R l 4

R анион-радикал; катион-радикал; электронейтральный радикал.

Заряд источника протекает по обратной реакции: в анодном пространстве происходит восстановление электронейтральной молекулы А е

А — А, а в катодном — окисление электронейтральной молекулы или аниона и е я .е +

R — R

Проведенные физико-химические исследования показали, что процесс разряда и заряда такого источника тока связан только с переносом электрона, не вызывающего дальнейших необратимых химических превращений рабочих веществ, а образующиеся при этом частицы обладают исключительной стабильностью, причем регенерация частиц токообраэующей реакции обладать достаточной стабильностью (т ° е. долгим временем жизни) по крайней мере в течение нескольких лет. Этим требованиям в качестве катодных материалов удовлетворяют: стабильные катион-радикалы ряда парафенилендиамина, трифениламина, феназина, фентиазина, тиантрена и др; электронейтральные замешенные феноксильные, дифенилпикрилгидразильные, трифенилметильные, трифенилвердазильные, нитросильные и др. радикалы, а в качестве анодных материалов — стабильные анион-радикалы нафталина, антрацена,бензпирена бензофенола и др.ароматических углеводородов.

Источник тока разделен на катодное и анодное пространства полупроницаемой перегородкой,обладающей свойством свободно пропускать неорганичес кие ионы электролита и .полностью задерживать свободные радикалы.В катодном и анодном пространстве находится один и тот же электролит, состоящий из неорганического растворителя и диссоциированной в. нем неорганической соли. В анодном пространстве растворен радикал-восстановитель, а в катодном радикал-окислитель. Токосъем осуществляется при помощи химически инертных к радикалу-восстановителю и к радикалу-окислителю металлических или графитовых электродов, погруженных в раствор катодного и анодного пространства. Токообразующей реакцией при работе такого элемента является окисление радикала-восстановителя (A ) радикалом-окислителем ()() или (R ) .

969131 протекает количественно. В силу это-! го такой источник тока, основанный на окислительно-восстановительных превращениях свободных радикалов,способен выдерживать неограниченно большое число зарядно-разрядных циклов.

Поскольку в таком источнике тока компоненты (свободные радикалы) токо образующей реакции полностью растворены в электролите, то не требу-= ется специальной технологии приготовления твердых электродов из

I. В таблгце приведены примеры выпол-. нения обратимых источников тока, oc-p

10 нованных на окислительно-восстановительных реакциях свободных радикалов.

Электролит . ЖДС, В

Анод

Катод

Катион-радикал ТГФ + LICK 3,8-4,6

Анион-радикал нафталина тритолиламина

Катион-радикал

ТГФ + LiC3

Анион-радикал

3,6-4,1 тритолиламина.ТГФ + Ип СС04

3,6-3,9

Катион-радикал тритолиламина

3,5-3,8 сн,сн СЕ

Катион-радикал трибромтрифениламина

Феноксильный радикал

ТГФ + и а ИО4. 3, 2-3, 5

Анион-радикал нафталина

Анион-радикал ДифенилпикрилТГФ + No Сга

3,3-3,6 гидразильный радикал

Катион-радикал фенотиазина Катион-радикал ,тритолиламина нафталина

3,5-3,8

ТГФ + LiCe

Анион-радикал нафталина

Анион-радикал

3,4-3,7

ТГФ + Li СР бензантрацена

2,6-2,8

Трифенилферда- Катион-радикал эильный радикал триантрена

ТГФ + МО С604

П р и м е ч а н и е s ТГФ - тетрагидрофуран

КорректорЛ.Пилипенко

Редактор Л.Утехина Техред T.Ôàíòà

Заказ 8937/2 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул,Проектная, 4 антрацена

Анион-радикал бензантрацена

Анион-радикал бензофенона окислителя или восстановителя, а процесс разряда-заряда не связан с электрохимическим формированием и электрокристаллиэацией твердых электродов и, следовательно, не влияет на изменение площади и объема электродов.

Химический источник тока Химический источник тока Химический источник тока 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу производства электрической энергии, к устройству для осуществления способа, к соединению, имеющему N-F-связь и производящему электрическую энергию, и к батарее, использующей соединение, обеспечивает решение задачи производства электрической энергии путем использования материалов в качестве активного материала для батареи, электролита и т.п., которые удобны в обращении и являются приемлемыми с точки зрения охраны окружающей среды

Изобретение относится к вторичным источникам тока, содержащим металло-сероорганический материал на положительном электроде

Изобретение относится к перезаряжаемым источникам тока, использующим на положительном электроде активную серу

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении, эксплуатации и ремонте свинцовых аккумуляторов

Изобретение относится к материалу для аккумуляторных батарей, который представляет собой сопряженный димер, тример или полимер, содержащий соль N-фторпиридиния и имеющий среднечисленную ММ не более 500000

Изобретение относится к катоду, имеющему комплекс между поверхностью активного катодного материала и алифатическим нитрильным соединением, а также к электрохимическому устройству, содержащему такой катод

Изобретение относится к литиевой вторичной батарее, а также к электроду, включающему в себя алифатическое нитрильное соединение

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве модифицированного катодного активного материала литий-ионных аккумуляторных батарей для питания портативной электроники, электроинструмента, электротранспорта
Наверх