Литиевые электрохимические системы

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.

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 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.

Применение водного электролита в литий-ионных энергоаккумулирующих системах может решить некоторые проблемы, сопутствующие использованию электролитов на основе органических растворителей, такие как имеющийся риск воспламенения при нештатном нарушении герметичности и чувствительность эксплуатационных параметров к условиям производства. В рамках разработки одной из таких систем, LiTi₂(PO₄)₃ | водный раствор Li₂SO₄ (1 моль?л ^?

Гидротермальным синтезом получены нанотрубки диоксида титана со структурой бронз (TiO₂(B)), допированного ванадием. Синтезированный материал характеризуется мезопористостью и высокой удельной площадью поверхности, достигающей 180 м²/г. Показано, что введение ванадия в кристаллическую структуру TiO₂(B) сопровождается увеличением объема элементарной ячейки. Для допированного диоксида титана по сравнению с недопированным зафиксировано повышение электропроводности приблизительно на три порядка вплоть до 1.70 ? 10 ^{? 8} См/см.

Исследовалось влияние ультразвукового поля на электроосаждение диоксида свинца из нитрата свинца (II) на никелевую основу. Показано, что наиболее высокие электрохимические характеристики наблюдаются для макетов резервных источников тока на основе системы Pb/HClO₄/PbO₂, в которых использовался диоксид свинца, полученный электроосаждением под воздействием ультразвукового поля на никелевую основу.

Оценена возможность определения зарядового состояния литий-серных аккумуляторов с помощью ANFIS-модели. В качестве входных параметров модели использованы легко измеримые на практике физические величины – напряжение на аккумуляторе, скорость его изменения и количество прошедших циклов. Произведён анализ ANFIS моделей с различными параметрами (количеством и типом функций принадлежности). Показано, что ANFIS-модель позволяет оценивать зарядовое состояние литий-серного аккумулятора с точностью более 95%.