Для цитирования:
Гоффман В. Г., Гороховский А. В., Макарова А. Д., Горшков Н. В., Сулхаев С. Т., Завитаева Д. Д., Морозова Н. О. Сравнительный анализ циклических вольтамперограмм полностью твердотельных модельных ячеек на основе полититаната калия // Электрохимическая энергетика. 2026. Т. 26, вып. 2. С. 98-110. DOI: 10.18500/1608-4039-2026-26-2-98-110, EDN: YQRDFP
Сравнительный анализ циклических вольтамперограмм полностью твердотельных модельных ячеек на основе полититаната калия
Проведен сравнительный анализ циклических вольтамперограмм полностью твердотельных макетных конденсаторных ячеек на основе полититаната калия. Основная часть измерений выполнена при 25°C; образец на основе полититаната калия с добавкой 10 мас.% фосфорно-вольфрамовой кислоты исследован при 0°C с последующей оценкой параметров при 25°C по аррениусовской температурной поправке. Основное внимание уделено сопоставлению интегральных емкостных характеристик, устойчивости отклика при изменении скорости развертки, а также механизмов накопления заряда, определенных с использованием методов Dunn и Trasatti. Дополнительно рассмотрены анодная и катодная составляющие емкости как показатели обратимости, симметрии ветвей и степени кинетической неэквивалентности процессов накопления и высвобождения заряда. Показано, что сравнительное использование суммарной емкости, поверхностно-контролируемого и диффузионно-лимитированного вкладов, внешнего и внутреннего заряда, а также отношения Ca/Cc позволяет выделить наиболее перспективные конфигурации полностью твердотельных ячеек и установить, какие из образцов обеспечивают максимальный емкостный отклик, а какие – более высокую скоростную устойчивость и обратимость.
- Augustyn V., Simon P., Dunn B. Pseudocapacitive oxide materials for high-rate electrochemical energy storage. Energy Environ. Sci., 2014, vol. 7, no. 5, pp. 1597–1614. https://doi.org/10.1039/C3EE44164D
- Simon P., Gogotsi Y., Dunn B. Where Do Batteries End and Supercapacitors Begin? Science, 2014, vol. 343, no. 6176, pp. 1210–1211. https://doi.org/10.1126/science.1249625
- Zhao J., Burke A. F. Electrochemical Capacitors: Performance Metrics and Evaluation by Testing and Analysis. Advanced Energy Materials, 2021, vol. 11, no. 1, art. 2002192. https://doi.org/10.1002/aenm.202002192
- Ardizzone S., Fregonara G., Trasatti S. “Inner” and “outer” active surface of RuO2 electrodes. Electrochimica Acta, 1990, vol. 35, no. 1, pp. 263–267. https://doi.org/10.1016/0013-4686(90)85068-X
- Callahan C. L., Cameron A. P., Forghani M., Donne S. W. Analysis of voltammetric data from electrochemical capacitor electrode materials: Method refinement for improved outcomes. Electrochimica Acta, 2024, vol. 475, art. 143619. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2023.143619
- Harish S., Sathyakam P. U. Dunn’s Method for Distinguishing Charge Storage Mechanisms in Supercapacitors: A Status Quo Review. Journal of Electronic Materials, 2025, vol. 54, no. 12, pp. 10858– 10872. https://doi.org/10.1007/s11664-025-12481-7
- Lewandowski A., Zajder M., Frackowiak E., Béguin F. Supercapacitor based on activated carbon and polyethylene oxide-KOH-H2O polymer electrolyte. Electrochimica Acta, 2001, vol. 46, no. 18, pp. 2777– 2780. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(01)00496-0
- Karamanova B., Mladenova E., Thomas M., Rey-Raap N., Arenillas A., Lufrano F., Stoyanova A. Electrochemical Performance of Symmetric SolidState Supercapacitors Based on Carbon Xerogel Electrodes and Solid Polymer Electrolytes. Gels, 2023, vol. 9, no. 12, art. 983. https://doi.org/10.3390/gels9120983
- Goffman V., Gorokhovsky A., Kompan M., Tretyachenko E., Telegina O., Kovnev A., Fedorov F. Electrical properties of the potassium polytitanate compacts. Journal of Alloys and Compounds, 2014, vol. 615, pp. S526–S529. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.01.121
- Mathis T. S., Kurra N., Wang X., Pinto D., Simon P., Gogotsi Y. Energy Storage Data Reporting in Perspective–Guidelines for Interpreting the Performance of Electrochemical Energy Storage Systems. Advanced Energy Materials, 2019, vol. 9, no. 39, art. 1902007. https://doi.org/10.1002/aenm.201902007
- Goffman V. G., Makarova A. D., Maksimova L. A., Gorokhovsky A. V., Tretyachenko E. V., Gorshkov N. V., Vikulova M. A., Bainyashev A. M. Solid proton-conducting ceramic electrolyte for energy storage units. Electrochemical Energetics, 2021, vol. 21, no. 4, pp. 197–205 (in Russian). https://doi.org/10.18500/1608-4039-2021-21-4-197-205
- Gao H., Wu Q., Hu Y., Zheng J. P., Amine K., Chen Z. Revealing the Rate-Limiting Li-Ion Diffusion Pathway in Ultrathick Electrodes for Li-Ion Batteries. The Journal of Physical Chemistry Letters, 2018, vol. 9, pp. 5100–5104. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b02229