Повышение энергетических характеристик источников тока

В настоящее время наблюдается стремительное возрастание спроса на химические источники тока с высокими характеристиками. Основными из них являются экологическая чистота используемой системы, высокое и стабильное напряжение разряда, невысокое значение массогабаритных показателей и невысокая стоимость. Но развитие традиционных химических источников тока (ХИТ) близко к пределу своего технического совершенствования и к сожалению не всегда отвечает перечисленным требованиям. Перспективы улучшения традиционных ХИТ ограничены, хотя масштабы их производства велики и в ближайшее время в связи с бурным развитием электронной техники, микроэлектроники и вычислительной техники, а также других областей применения ХИТ наиболее остро стоит проблема создания ХИТ обладающего всеми требуемыми потребителем достоинствами.
Перечисленные проблемы стали причиной разработки элементов на основе отрицательного литиевого электрода. Литий [1], занимает 11-ое место по распространению в земной коре, 7-е место по запасенной электрической емкости. И, наконец, по теоретической емкости выходит на первое место. Применение лития, как анодного материала выгодно тем, что он обладает самым низким среди всех других металлов электрохимическим эквивалентом (0,259 г/А•ч) и наиболее отрицательным значением электродного потенциала. По одному из основных определяющих параметров, а именно, по удельной энергии, литиевые источники тока занимают первое место. Для литиевых источников может быть получена удельная энергия порядка 1000 Вт•ч/кг. Значение разрядного напряжения ряда применяемых электрохимических пар с литиевым анодом достигает напряжения до 3-х Вольт, т.е. в 2 раза превышает напряжение элементов, широко применяемых в бытовой технике. Если же элементы с литиевым анодом создаются целенаправленно для замены сегодняшних элементов питания бытовой техники (1,5 В), без изменения конструкции и электрических параметров, то они как правило имеют значительно большую емкость при тех же весах и габаритах вследствие обладания более высокой удельной......................

АННОТАЦИЯ ANNOTATION СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1. Общие положения 2. Электролиты для литиевых источников тока с диоксид марганцевым катодом 2.1. Жидкий электролит 2.2.Твердо-полимерный электролит 2.3. Гель-полимерный электролит 2.4. Поверхностная пленка образующаяся на литиевом электроде 3. Катодный материал для литиевых источников тока 3.1. Общие положения 3.2. Диоксид марганцевый катод для литиевых источников тока 3.2.1. Использование различных фаз диоксида марганца в качестве активной катодной массы ЛИТ 3.2.2. Предварительная термообработка катодной массы 3.2.3. Влияние способов получения диоксида марганца на его свойства в ЛИТ 3.2.4. Исследование добавок в активную массу положительного электрода
4. Сохраняемость ЛИТ 5. Контроль качества и безопасность ЛИТ 6. Производство ЛИТ 7. Заключение по литературному обзору ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 1. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1. Описание экспериментальной ячейки 1.2. Измерительные приборы 1.3. Электрод сравнения 1.4. Приготовление отрицательного электрода 1.5. Подготовка положительного электрода 1.6. Подготовка электролита 1.7. Методика измерения пористости 1.8. Методика проведения структурного анализа 2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 3. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ 4. МАКРОКИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КАТОДА 5. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 1. КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 2.1. Термодинамический расчет 2.2. Материальный расчет 2.3. Расчет удельных показателей 3. РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТА CR2325 3.1.Элемент на основе катода из бельгийской катодной массы с ЖЭ 3.2. Элемент на основе катода из бельгийской катодной массы с ГПЭ 3.3. Сравнение энергетических характеристик элементов 4. Тепловой расчет ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ЛИТИЙ-ДИОКСИД МАРГАНЦЕВЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ CR 2325 1 .ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТА CR 2325 С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ БЕЛЬГИЙСКОЙ АКТИВНОЙ МАССЫ 1.1. Затраты на материалы 1.2. Затраты на заработную плату 1.3. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования и затраты на спецоснастку
1.4. Накладные расходы 1.5. Основные затраты 1.6. Прочие затраты 1.7. Затраты на элемент 1.8. Себестоимость элемента и его энергетических показателей 2. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ
СR 2325 ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНОГО MnO2 В КАТОДЕ 3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ЗАМЕНЫ ЖИДКОГО ЭЛЕКТРОЛИТА НА ГЕЛЬ-ПОЛИМЕРНЫЙ В ЭЛЕМЕНТЕ СR2325 83
3.1. Затраты на материалы 3.2. Затраты на заработную плату 3.3. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования и затраты на спецоснастку
3.4. Накладные расходы 3.5. Основные затраты 3.6. Прочие затраты 3.7. Затраты на элемент 3.8. Себестоимость элемента и его энергетических показателей 3.9. Сравнение экономических характеристик элементов на основе ЖЭ и ГПЭ 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ ПРОЕКТА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОНЕНТОВ Li/MnO2 ИСТОЧНИКА ТОКА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ 88
1.1. Классификация веществ по степени опасности 1.2. Катодный материал 1.2.1. Физико-химические свойства марганца и его соединений 1.2.2. Токсическое действие марганца и его оксидов 1.2.3. Обеспечение безопасности при работе с марганцем 1.2.4. Общие меры на предприятии 1.3. Анодный материал 1.3.1. Щелочные металлы 1.3.2. Физические и химические свойства лития 1.3.3. Токсичность лития и его соединений 1.3.4. Обеспечение безопасности при работе с литием и его соединениями 1.3.5. Очистка лития от оксидных пленок 1.3.6. Уничтожение остатков и отходов лития 1.4. Электролит
1.4.1. Физические и химические свойства пропиленкарбоната и ТГФ и их токсическое действие 1.4.2. Обеспечение безопасности при работе с растворителем и электролитом 1.5. Обеспечение безопасности элемента в эксплуатации
1.6. Утилизация отработанных элементов
2. ВЗРЫВО И ПОЖАРООПАСНОСТЬ
2.1. Общие положения
2.2. Мероприятия пожарной безопасности
2.3. Средства тушения горящего лития
2.4. Меры при возникновении горения электролита и растворителя
2.5. Расчет элементов тушения порошкового огнетушителя
3. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
3.1. Общие положения
3.2. Источники опасности 3.3. Действие электрического тока на организм человека
3.4. Защита от поражения электрическим током 3.5. Расчет зануления
3.5.1. Расчет на отключающую способность
3.5.2. Расчет сопротивления заземления нейтрали
3.5.3. Расчет сопротивления повторного заземления нулевого защитного проводника
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

В работе был разработан первичный элемент пуговичного типа на основе системы Li-MnO2 в типоразмере СR 2325 с повышенными энергетическими характеристиками.

1Кедринский И.А., Дмитренко В.И. Красноярск, 1983г.
2 Коровин Н.В , 2002г.
3 Коровин Н.В., Адамсон Б.И. , Москва, 1983 г.
4 Багодский В.С., Скундин А.М. Москва, 1981 г.
5 Изучение электролитов для элементов Li/MnO2. A study on electrolytes for manganese dioxide - lithium cells. /Takahashi, M. ,Yashimura, S. ,Nishio, K. ,Nohma, T. ,Nakane, I. ,Fujimoto, M. ,Narukawa, S. ,Hara, M. ,Furukawa, N.//6th Int. Meet. Lithium Batteries, Munster, May 10-15 1992: Extend. Abstr. and Program..-Munster,1992.-C. 122-124.-045.
6 Литиевый элемент с неводным электролитом. : Заявка 244659 392,МКИ 5 H 01 M 10/40 /Синода, Кэнъити ,Ямамото, Кохэй ,Харада, Китиро ,Китаката, Масаити.-; Заявл. 19880801 Опубл. 19900214//Кокай токке кохо. Сер. 7(1.-1990.-т.14,.-C. 351-355.-870.
7 Изучение электролита для элементов системы литий-диоксид марганца. Electrolyte studies in lithium-manganese dioxide cells. /Michels, L.//Power Sources 14: Res. and Dev. Non-Mech. Elec. Power Sources: 18th Int. Power Sources Symp., Stratford-upon-Avon, Apr., 1993.-Leatherhead,1993.-C. 159-165.-ISBN 0 951 2320 37.-045.
8 Литиевый элемент. : Заявка 2158059 392,МКИ 5 H 01 M 6/16 /Досоно, Мицуаки, Эгасира, Макото; Токай кабон к. к..- N 63313303; Заявл. 19881212 Опубл. 19900618//Кокай токке кохо. Сер. 7(1.-1990.-т.57,.-C. 309-311.-870.
9 Метод изготовления тонкой пленки твердого электролита для литиевой батареи. Method for forming thin composite solid electrolite film for lithium batteries. : Заявка 5599355 840,МКИ H 01 M 4/04 /Ganesan Nagasubramanian.- N 186183; Заявл. 19940119 Опубл. 19970204.-045.
10 Твердые электролиты для ХИТ с разрядным напряжением 5,0 вольт]. Li[9]SiAlO[8]: A lithium ion electrolyte for voltages above 5.4 V. /Neudecker B. J., Weppner W//J. Electrochem. Soc..-1996.-т.143,N 7.-C. С. 2198-2203.-ISSN 0013-4651.-045.
..............................