lithium-ion battery

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.

Работа посвящена исследованию эфиров фосфорной кислоты в качестве растворителей для электролитов литий-ионных систем и суперконденсаторов (СК). Измерена электропроводность электролитов на основе эфиров фосфорной кислоты, солей лития, традиционно использующихся в технологии литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) и солей, используемых в технологии СК. Проведена оценка термодинамической устойчивости новых электролитов в сравнении с другими растворителями, применяемыми в химических источниках тока.

В работе показано, что на эффективность работы литий-ионного аккумулятора существенное влияние оказывает компонентный состав электродов, технология изготовления электродов, режим формовки аккумулятора. Показано, что в производстве литий-ионных аккумуляторов могут быть использованы следующие материалы: в качестве связующего – полимерная дисперсия на водной основе СНР500, материала отрицательного электрода – синтетические графиты марок 131181008–1 и 20130905.

Представлены подходы к теоретическому описанию электрохимически стимулированных процессов переноса в твёрдых интеркаляционных соединениях лития; приведены результаты экспериментальной проверки разработанных подходов, найдены значения параметров ионного транспорта в тонкоплёночных и композитных электродах на основе ряда известных и зарекомендовавших себя литий -аккумулирующих соединений: LixC6, LixSn, LixWO3, LixTiO2, LiFePO4, Li3V2(PO4)3.

Интерес представляют смешанные ванадаты лития - d-металлов LiMVO4 со смешанным механизмом функционирования и теоретическим пределом удельного заряда ~1000 мА⋅ч⋅г-1. В работе рассматриваются свойства материалов на основе LiNiVO4 со структурой кубической, на основе LiCuVO4 - ромбической шпинели, полученных высокотемпературной обработкой предварительно механически активированных систем, приёмы модификации и обсуждаются особенности их электрохимического поведения.

Предлагается новая электрохимическая система с отрицательным электродом на основе пентатитаната лития Li₄Ti₅O₁₂, положительным электродом на основе фосфата ванадия(III)-лития Li₃V₂(PO₄)₃, 0.67М раствором хлората(VII) лития LiClO₄ в смеси пропиленкарбоната (ПК) и 1,2-диметоксиэтана (ДМЭ) в качестве электролита и рассматриваются особенности её функционирования.

Исследовалась возможность использования метода планирования многофакторного эксперимента для оптимизации условий твердофазного синтеза катодного материала LiFePO₄/C. Параметрами оптимизации являлись содержание углерода в образцах, температура и длительность синтеза, функцией отклика – величина начальной разрядной ёмкости электрода. Был получен полином, ограниченный линейными членами.

В обзоре изложены сведения о современных методах и подходах к получению твёрдых литий-аккумулирующих соединений разнообразных классов, их модифицированию с целью повышения свойств накопления ионов лития в структуре, ускорения кинетики обратимого внедрения лития, формирования электроактивных композитов на основе этих соединений и в дальнейшем формирования композитных электродных слоёв на металлической подложке с использованием этих композитов. Приводится сравнительный анализ литературных сведений, а также результатов, полученных самим автором.

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.

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.