ELECTROREDUCTION OF NICKEL(II) CHLORIDE, COBALT(II) FLUORIDE AND MOLYBDENUM(VI) OXIDE MIXTURES IN A HEAT ACTIVATED BATTERY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The discharge characteristics of the elements of a thermally activated chemical current source (HAB) containing NiCl2–CoF2–MoO3 mixtures as a positive electrode are investigated. It is established that molybdenum oxide stabilizes the discharge plateau and increases the discharge voltage at temperatures above 530°C. The discharge curve has a stepwise character. The number of steps of the discharge curve is determined by the operating conditions of HAB. The low-voltage stage (less than 0.4 V) corresponds to the reduction of lithium molybdates, which are formed by the interaction of molybdenum oxide with the reduction products of transition metal halides. A study of the cathode reduction products by the methods of XRD, STA and SEM was carried out. It is established that during the discharge of the HAB element, the initial components of the cathode mixture are restored to metals that form a dendritic matrix. The DSC curves of the salt fraction formed during electrochemical reactions have a number of thermal effects corresponding to the temperatures of joint melting of a triple mixture of lithium halides LiF–LiCl–LiBr and eutectic dual systems LiF–LiCl, LiCl–Li2O, in which transition metal halides and lithium molybdates are dissolved.

About the authors

O. V. Volkova

Institute of High-Temperature Electrochemistry of the Ural Branch of RAS

Author for correspondence.
Email: olga@ihte.uran.ru
Russia, Yekaterinburg

V. V. Zakharov

Institute of High-Temperature Electrochemistry of the Ural Branch of RAS

Email: olga@ihte.uran.ru
Russia, Yekaterinburg

S. V. Pershina

Institute of High-Temperature Electrochemistry of the Ural Branch of RAS

Email: olga@ihte.uran.ru
Russia, Yekaterinburg

B. D. Antonov

Institute of High-Temperature Electrochemistry of the Ural Branch of RAS

Email: olga@ihte.uran.ru
Russia, Yekaterinburg

A. A. Pankratov

Institute of High-Temperature Electrochemistry of the Ural Branch of RAS

Email: olga@ihte.uran.ru
Russia, Yekaterinburg

References

  1. Masset P.J., Guidotti R.A.Thermal activated (“thermal) battery technology Part IIIa: FeS2 cathode material // J. Power Sources. 2008. 177. P. 595–609.
  2. Butler P., Wagner C., Guidotti R., Francis I. Long-life, multi-tap thermal battery development // J. Power Sources. 2004. 136. P. 240–245.
  3. Nelson P.A. Advanced high-temperature batteries // J. Power Sources. 1990. 29. P. 565–577.
  4. Au M. Nanostructured thermal batteries with high power density // J. Power Sources. 2003. 115. P. 360–366.
  5. Guidotti R., Reinhardt F.W., Dai J., Reisner D.E. Performance of thermal cells and batteries made with plasma-sprayed cathodes and anodes // J. Power Sources. 2006. 160. P. 1456–1464.
  6. Masset P.J., Guidotti R.A. Thermal activated (“thermal) battery technology Part IIIb. Sulfur and oxide-based cathode materials // J. Power Sources. 2008. 178. P. 456–466.
  7. Masset P.J. Thermal stability of FeS2 cathode material in “thermal” batteries: effect of dissolved oxides in molten salt electrolytes // Z. Naturforsch. 2008. 63a. P. 596–602.
  8. Volkova O.V., Zakharov V.V., Reznitskikh O.G. Electroreduction of chromium(III) chloride in a thermal battery // Russian Metallurgy. 2017. № 8. P. 655–659.
  9. Volkova O.V., Zakharov V.V. Electroreduction of chromium(III) chloride and molybdenum(VI) oxide mixtures in a thermally activated battery // Russian Metallurgy. 2018. № 2. P. 201–204.
  10. Volkova O.V., Zakharov V.V., Plaksin S.V., Il’ina E.A., Pankratov A.A. Electroreduction of cobalt(II) chloride and cobalt(II) fluoride mixtures in a thermally activated chemical current source // Russian Metallurgy. 2021. № 2. P. 159–164.
  11. Baraboshkin A. N. Elektrokristallizatsiya metallov iz rasplavlennykh soley [Electrocrysstalizatiom from melt salts]. M.: Nauka, 1976. [In Russian].
  12. Volkova O.V., Zakharov V.V., Il’ina E.A., Antonov B.D., Pankratov A.A. Elektrovosstanovleniye smesey khlorida nikelya(II) i ftorida kobalta(II) v termoaktiviruyemom khimicheskom istochnike toka [Electroreduction of mixtures of nickel(II) chloride and Cobalt(II) Fluoride in a thermoactivated chemical current source] // Rasplavy. 2022. № 4. P. 418–429. [In Russian].
  13. Volkova O.V., Zakharov V.V., Il’ina E.A., Pankratov A.A. Electroreduction of nickel(II) chloride and cobalt(II) chloride mixtures in a heat activated battery // Russian Metallurgy. 2021. № 2. P. 118–128.
  14. Volkova O.V., Zakharov V.V., Vovkotrub E.G., Plaksin S.V., Pershina S.V. Elektrovosstanovleniye smesey khlorida nikelya(II) i oksida molibdena(VI) v termoaktiviruyemom khimicheskom istochnike toka [Electroreduction of nickel(II) chloride and molybdenum(VI) oxide mixtures in a heat activated battery] // Rasplavy. 2019. № 5. P. 411–422. [In Russian].
  15. Volkova O.V., Zakharov V.V., Pershina S.V., Antonov B.D., Vakhromeeva А.Е. Elektrovosstanovleniye smesey khlorida nikelya(II) i oksida volframa(VI) v termoaktiviruyemom khimicheskom istochnike toka [Electroreduction of nickel(II) chloride and tungsten(VI) oxide mixtures in a heat activated battery] // Rasplavy. 2021. № 6. P. 647–655. [In Russian].
  16. Barnashov S.A., Eliseev A.I., Shchetkin N.M., Zagaynov V.A., Koroleva I.V., Radetskaya E.V., Bondarenko A.I. Teplovaya batareya [Thermal battery]. RF patent № 2 369 944, 2007. [In Russian].
  17. Zakharov V.V. Sposob izgotovleniya litiy-bornogo kompozita i reaktor [Method of manufacturing lithium-boron composite and reactor]. RF patent № 2 395 603, 2010. [In Russian].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (121KB)
3.

Download (100KB)
4.

Download (126KB)
5.

Download (210KB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (72KB)
8.

Download (78KB)

Copyright (c) 2023 О.В. Волкова, В.В. Захаров, С.В. Першина, Б.Д. Антонов, А.А. Панкратов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».