Литиевые электрохимические системы

Образцы нестехиометрического состава Li_0.5 Fe_{2.5 - x} Mg_x O₄ (0 ? x ? 1) изготовлены по стандартной керамической технологии. Действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости ?', ?'' а также проводимость на переменном токе ? (?) определялись для частотного диапазона от 10 ^{- 2} до 10⁵ Гц при комнатной температуре и различных скоростях охлаждения, рассчитывался тангенс диэлектрических потерь tg ?.

Электрохимическое поведение Li в системах с полимерными электролитами (ПЭ) на основе хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ) и поливинилиденфторида (ПВДФ) исследовано методами циклической вольтамперометрии и гальваностатического циклирования. Потенциодинамические исследования показали, что на литиевом электроде в системах с полимерным электролитом реализуются высокие плотности тока до 5 мА/см². Исследовано влияние состава полимерного электролита на свойства границы Li/электролит и обратимую работу литиевого электрода.

Изучено влияние предварительной обработки углеродного материала – температурного и газового режима, массового содержания гидрофобизатора – на активность платинового катализатора, синтезированного на дисперсном углеродном носителе. Показано, что характеристики анодного процесса зависят от количества твердополимерного электролита в каталитической композиции. Оптимальное содержание ионообменного полимера при различной степени гидрофобизации углеродного носителя, используемого для синтеза платинового катализатора, неодинаково.

Изучена динамика саморазряда двух однородных групп (А и Б) дисковых литиевых ХИТ ВR2325, с катодами на основе сверхстехиометрического фторуглерода CF_1.20, выбранных из единой опытной партии 10000 штук. Причина возникновения через 3–6 месяцов хранения двух разных групп ХИТ связана с появлением в катодах источников тока группы А фтористого водорода, который образуется при автокаталитическом гидролизе C-F–связей влагой (0.1–0.5%).

Проведены сравнительные исследования природного и синтезированного дисульфида железа. Установлены физические, химические, структурные и макроструктурные характеристики порошков пирита. Методом циклической вольтамперометрии исследованы электрохимические свойства катодов на основе FeS₂ в неводном жидком (1М LiClO₄; ПК+ДМЭ) и полимерном (ХПВХ; 1М LiClO₄; ПК) электролитах.

Проанализированы основные тенденции в развитии материалов для положительного электрода литий-ионных аккумуляторов (ЛИА). Приведена статистика публикаций по химическим источникам тока в журнале «Journal of Рower Sources» за период с марта 2006 по апрель 2007 г. Показано, что из всех перезаряжаемых источников тока наиболее интенсивно исследуются ЛИА, причём максимальное количество работ посвящено усовершенствованию активного материала положительного электрода.

В работе впервые показана возможность использования гидролизного лигнина в качестве активного компонента катодного материала первичного литиевого источника электрической энергии. Методами импедансной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской флуоресцентной спектроскопии исследованы электропроводность, морфология и элементный состав гидролизного лигнина. Изучены основные параметры и поведение литиевого химического источника тока на основе лигнина с использованием 1М раствора LiBF4 в ?-бутиролактоне.

Проведено изучение внутреннего сопротивления литий-ионного аккумулятора, разработанного и изготовленного ОАО «Сатурн», как исходного, так и после длительного циклического ресурса методами импульсной хронопотенциометрии и электрохимического импеданса. Показано, что чем выше гексагональная упорядоченность материала и чем ближе степень катионного смешения к оптимальному значению, тем меньше поляризационное сопротивление аккумулятора как исходного, так и ресурсного.

УДК 544.65+621.355.9

DOI:  https://doi.org/10.18500/1608-4039-2016-16-1-3-9

Приведен краткий обзор процессов, происходящих в литий-ионных аккумуляторах в случае возникновения нештатных ситуаций при их эксплуатации. Представлены и обсуждены результаты испытаний литий-ионного аккумулятора емкостью 150 А·ч в случаях его перезаряда, переразряда, короткого замыкания внутри аккумулятора и короткого замыкания внешней цепи. Предложены рекомендации по минимизации нежелательных последствий.