Ваш язык: ru
Регистрация
Вход
Регистрация | Вход
ru

Исследование катодного материала на основе системы LiхLayMn1-yO2, предлагаемого в качестве электрода ЛИА

Выпуск 24(3) от 2019 года.
Страницы 56-65

Е.С. Гусева, Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Энгельсский технологический институт (филиал), г. Энгельс, Российская Федерация

С.С. Попова, Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Энгельсский технологический институт (филиал), г. Энгельс, Российская Федерация


Ключевые слова: электрохимическое модифицирование, интеркалирование, литирование, диоксид марганца, литий, фуллерен, лантан

http://www.doi.org/10.31615/j.corros.prot.2019.93.3-7

 

Создание новых эффективных способов увеличения емкостных характеристик катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) и повышении их электрической проводимости и химической устойчивости к воздействию электролита путем модифицирования их состава и структуры является определяющим в области электрохимического материаловедения. Исследования были направлены на улучшение электрохимических характеристик ЛИА системы Li/MnO2 за счет модифицирования MnO2 электрода лантаном, способствующим образованию дополнительных вакансий для перемещения ионов лития в структуре катодного материала и обеспечивающим повышение плотности разрядного тока и длительности разряда, улучшение циклируемости электрода. Немаловажной задачей стояло выбрать анод с коррозионной стойкостью к электролиту в процессе циклирования. Ингибирование анодных процессов на литиевом аноде, который активно взаимодействуют с электролитом, сокращает время жизни элемента питания, за счет расхрупчивания электрода и в дальнейшем провоцирует короткое замыкание и выход батареи из строя. Выбранное нами интерметаллические соединения на основе LaLiAl-анода, способствовало торможению коррозии в растворе апротонного электролита в процессе циклирования и стабильности морфологии электрода. Рассмотрено влияние величины катодной поляризации и температуры раствора салицилата лантана на кинетику процесса формирования электрода LаyMn1-yO2. Определен состав образующихся фаз LixMnO2, LayMn1-yO2, LixLayMn1-yO2, методом бестоковой хронопотенциометрии. Установлена стабильность образующихся в структуре MnO2 электрода химических соединений лантана. Результаты гальваностатического циклирования показали, что разрядная емкость электродов возрастает в ряду: LixMnO2 > LixLayMn1-yO2 > LiхLayMn1-yO2-σ(C60)n. С помощью циклической хроновольтамперометрии установлена хорошая обратимость LiхLayMn1-yO2-σ(C60)n-электрода.

1. Цивадзе А.Ю., Кулова Т.Л., Скундин А.М. Фундаментальные проблемы литий-ионных аккумуляторов // Физико-химия поверхности и защита материалов. – 2013. – Т. 49, № 2. – С. 149.
2. Кулова Т.Л. Новые электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов // Электрохимия. – 2013. – Т. 49, № 1. – С. 1-25.
3. Кедринский И.А. Литий-ионные аккумуляторы. – Красноярск: ИПК «Платина», 2002. – 268 с.
4. Huang C.K., Sakamoto J.S., Wolfenstine J., Surampudi S. The Limits of Low Temperature Performance of Li-Ion Cells // J. Electrochem. Soc. – 2000. – V. 147, № 8. – Р. 2893-2896.
5. Lam P., Yazami R. Physical characteristics and rate performance of (CFx)x (0.33<x<0.66) in lithium batteries // J. Power Sources. – 2006. – V. 153, № 2. – P. 354-359.
6. Юшина Л.Д., Тарасов А.Я. Исследование электрохимического поведения границы металла и смешанного электронно-ионного проводника // Электрохимия. – 1977. – Т. 13. – С. 1600-1603.
7. Ольшанская Л.Н., Попова С.С., Поминова Т.В., Астафьева Е.Н. Кинетика анодного растворения лития из LixC6 -электродов в неводных растворах перхлората лития // Электрохимия. – 2002. – Т. 38, № 4. – C. 406-411.
8. Попова C.C., Астафьева Е.Н., Денисов А.В., Куюнко Н.С., Кущ С.Д. Влияние фул-леренов на электрохимические характеристики LixC6-электрода // Электрохимическая энергетика. - 2003.- Т. 3, № 1. – C. 26-32.
9. Поминова Т.В., Ольшанская Л.Н., Попова С.С. Влияние природы углеродного материала на катодное внедрение лития // Электрохимия. – 2000. – Т. 36, № 4. – С. 448-454.
10. Гусева Е.С., Францев Р.К., Попова, С.С. Влияние фуллерена на интеркалирование лантана и лития в MnO2 электрод // Физика и химия обработки материалов. – 2014. – № 6. – С. 18-25.

Купить PDF - 600 руб.
Выпуски