Литиевые электрохимические системы

Для моделирования характеристик литий-серных аккумуляторов на основе экспериментальной оценки электрохимических свойств электродных материалов разработано программное обеспечение «Battery Designer», входящее в состав программного пакета «ElChemLab». Описаны возможности программного обеспечения. Проведено сравнение удельной энергии литий-серных аккумуляторов при различной поверхностной ёмкости положительного электрода и при различном количестве электролита.

Исследовано влияние стеклогермовыводов литий-фторуглеродного элемента на стабильность и сохраняемость, а также поведение различных токовыводов изолятора. Показано, что самым стойким стеклом для литиевого вывода является бескремниевое стекло С62. Исследовано поведение токовывода фторуглеродного катода (титан, ниобий, молибден-рений) при хранении. Обнаружена высокая коррозия ниобиевого токовывода и корреляция между НРЦ элемента и интенсивностью коррозии ниобиевого токовывода.

В работе рассмотрен синтез электродного материала на основе Li₂MnSiO₄/С с использованием широко распространенных, экологически безопасных и недорогих Li-, Si- и Mn-содержащих прекурсоров.

Рассмотрены различные стратегии синтеза перспективных электродных материалов литий-ионного аккумулятора (ЛИА) на основе ортосиликата железа(II)-лития (Li₂FeSiO₄) с использованием широко распространенных, экологически безопасных и недорогих исходных веществ. Полученные материалы представляют собой многокомпонентные электроактивные композиты, включающие помимо основного литий-аккумулирующего компонента также вспомогательные структурообразующие и электропроводящие компоненты на основе продуктов пиролитического разложения органических соединений.

Методами гальваностатического циклирования и электрохимической импедансной спектроскопии изучены процессы деградации при циклировании электродов из титаната натрия Na₂Ti₃O₇. Скорость деградации уменьшается от цикла к циклу по мере циклирования, а также при повышении тока циклирования. Сделан вывод, что основной причиной деградации является постепенное восстановление электролита с образованием нерастворимых продуктов (SEI).

В данной работе рассматриваются перспективы разработки катодного материала на основе ванадата(V) кобальта(II)-лития (LiCoVO₄) для литий-ионного аккумулятора, подход к его получению и особенности электрохимического поведения.

Для создания надежного токосъема для фторуглеродных элементов с применением быстрозакаленных материалов изучено коррозионно-электрохимическое поведение микрокристаллического сплава АВ-86, а также аморфных сплавов Ni₈₁P₁₉ и Fe₇₀Cr₁₀P₁₃C₇ в электролите на основе ?-бутиролактона (ГБЛ) с целью выяснения возможности использования их в качестве токосъемов фторуглеродного катода.

В работе изучен механизм влияния примеси марганца на электрохимические характеристики диоксида титана в модификации анатаз (Mn/Ti = 0.05; 0.1; 0.2). Установлено, что введение Mn³⁺ в структуру TiO₂ приводит к образованию твердого раствора Ti_{1 ? x}Mn_xO₂ и сопровождается увеличением объема элементарной ячейки с 136.41 A³ (недопированный образец) до 137.25 A³ (Mn/Ti = 0.05). Для легированного TiO₂ обнаружено повышение электропроводности приблизительно на два порядка.

Работа относится к общей проблеме исследования шумов в электрохимии. Рассмотрен частный вопрос выделения слабого сигнала на фоне шумов аппаратуры. В качестве объекта использованы химические источники тока. Результаты измерений анализировались с помощью стандартной модели, включающей шумовое напряжение и шумовой ток аппаратуры. Критерием корректности модели было соблюдение квадратичного закона сложения составляющих компонент случайного шумового сигнала.

Рассмотрена проблема повышения информативности исследований электрохимических аккумуляторных ячеек за счёт углублённой обработки получаемых экспериментальных данных. Обоснована необходимость в разработке программного обеспечения, обладающего более широким функционалом по сравнению со стандартным программным обеспечением батарейных тестеров и позволяющим осуществлять обработку экспериментальных данных, полученных с разных типов батарейных тестеров, в едином интерфейсе.