Литиевые электрохимические системы

В обзоре обсуждаются методы повышения эксплуатационных показателей катодных материалов на основе литий-марганцевой шпинели. Рассмотрены причины деградации LiMn₂O₄, описаны основные варианты решения проблемы, в том числе допирование шпинельной матрицы катионами металлов, замещение кислорода в системе Li–Mn–O другими анионами, образование защитной оболочки на поверхности частиц, создание композитов различного состава. Показана возможность работы замещённых шпинельных матриц в области 5 В.

Рассмотрено влияние удельной энергии, срока службы, ресурса на снижение относительной стоимости химических источников тока.

Проведен анализ существующих способов измерения внутреннего сопротивления химических источников тока (ХИТ). Отмечены их недостатки. Рассмотрен способ измерения полного внутреннего сопротивления ХИТ, основанный на анализе переходных характеристик заряда от него конденсатора известной емкости.

Представлена электрическая схема замещения поры металлокерамического окисидноникелевого электрода, позволяющая производить компьютерное моделирование распределения тока по глубине поры при поляризации асимметричным током. Приводятся результаты моделирования.

Рассмотрено влияние некоторых факторов на обеспечение требуемой мощности и энергии свинцово-кислотной аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации в локальных электроэнергетических системах.

Проведено исследование кинетики начальных стадий анодного оксидообразования на титане и цирконии в органических растворителях. Определены параметры влияния природы растворителя, металла и условий поляризации на стадии формирования поверхностного слоя.

Изучено влияние природы фоновой соли на характеристики циклического катодного осаждения и анодного растворения лития (в дальнейшем циклирования) на электроде из нержавеющей стали в электролитах на основе сульфолана. Показано, что перенапряжения катодного и анодного процессов уменьшаются в ряду LiBF₄ > LiCF₃SO₃ > LiClO₄ > Li₂S_n. Наибольшая кулоновская эффективность и длительность циклирования лития достигаются при использовании в качестве фоновой соли полисульфидов лития.

Описаны методы синтеза высокоэффективных наноструктурных электрокатализаторов для электрохимических систем с твердым полимерным электролитом (ТПЭ), исследованы их структурные и электрохимические свойства. Получены вольт-амперные характеристики мембранно-электродных блоков (МЭБ) на основе синтезированных электрокатализаторов в составе топливного элемента, электролизера воды и обратимого элемента с ТПЭ.

Разработаны методы синтеза, синтезированы и исследованы двух- и трехкомпонентные катодные катализаторы на основе рутения RuM/C и RuMSe/C (где М – Ni, Co, Fe, V), нанесенные на сажу ХС 72. Изучено влияние различных прекурсоров, соотношения металлов, условий синтеза и природы металла группы железа на активность каталитических систем в реакции восстановления кислорода. Исследования проводили методом вращающегося дискового электрода в 0.5М H₂SO₄ при температуре 60°C.

Методом вращающегося дискового электрода проведено изучение основных закономерностей электрохимического поведения медиатора как основного электроактивного компонента биоэлектрохимической системы и определено влияние скорости вращения электрода, концентрации медиатора, глюкозы и микробных клеток на общую скорость процесса биоэлектрокаталитического окисления глюкозы.