ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

Для цитирования:

Леонова Н. М., Леонова А. М., Баширов О. А., Суздальцев А. В. Аноды на основе NiO/C для литий-ионных источников тока // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, вып. 4. С. 188-196. DOI: 10.18500/1608-4039-2023-23-4-188-196, EDN: SMCTZS

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 51)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Литиевые электрохимические системы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.643
DOI: 
10.18500/1608-4039-2023-23-4-188-196
EDN: 
SMCTZS

Аноды на основе NiO/C для литий-ионных источников тока

Авторы: 
Леонова Наталия Максимовна, Уральский федеральный университет
Леонова Анастасия Максимовна, Уральский федеральный университет
Баширов Олег Андреевич, Уральский федеральный университет
Суздальцев Андрей Викторович, Уральский федеральный университет
Аннотация: 

В настоящее время ведется активный поиск анодного материала для литий-ионных источников тока (ЛИИТ). Потенциально возможными материалами ЛИИТ являются оксиды переходных металлов (SnO2, NiO и другие). В работе методом термического разложения Ni(CH3COO)2⋅4H2O получен субмикронный порошок NiO, изготовлен композитный анод NiO/C и изучено его поведение при многократном циклировании в составе анодного полуэлемента ЛИИТ. Показана работоспособность данного анодного материала и определены его основные энергетические характеристики. После 40 циклов разрядная емкость анода NiO/C составила 355 мА⋅ч/г при токе С/10 и кулоновской эффективности 99–100%.

Ключевые слова: 
литий-ионные источники тока
оксид никеля
композитный материал
анодный материал
кулоновская эффективность
разрядная ёмкость
Список источников: 
  1. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Проблемы развития литий-ионных аккумуляторов в мире и России // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 3. С. 111–120. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-3-111-120
  2. Zhou G., Ding W., Wang T., Liu Ch., Zhang L., Yin J., Fu Yo. Progress of NiO-based anodes for high-performance Li-ion batteries // The Chem. Record. 2022. Vol. 22. Article number e202200111. https://doi.org/10.1002/tcr.202200111
  3. Чемезов О. В., Исаков А. В., Аписаров А. П., Брежестовский М. С., Бушкова О. В., Баталов Н. Н., Зайков Ю. П., Шашкин А. П. Электролитическое получение нановолокон кремния из расплава KCl–KF–K2SiF6–SiO2 для композиционных анодов литий-ионных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2013. Т. 13, № 4. С. 201–204.
  4. Леонова Н. М., Леонова А. М., Баширов О. А., Лебедев А. С., Трофимов А. А., Суздальцев А. В. Аноды на основе C/SiC для литий-ионных источников тока // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 1. С. 41–50. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-1-41-50
  5. Иванищев А. В. Подходы к созданию электродов на основе интеркаляционных соединений лития // Электрохимическая энергетика. 2018. Т. 18, № 2. С. 51–76. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2018-18-2-51-76
  6. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Применение германия в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах (Обзор) // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 12. С. 709–742. https://doi.org/10.31857/S0424857021110050
  7. Chockla A. M., Klavetter K. C., Mullins C. B., Korgel B. A. Solution-grown germanium nanowire anodes for lithium-ion batteries // ACS Applied Materials & Interfaces. 2012. Vol. 4. P. 4658–4664. https://doi.org/10.1021/am3010253
  8. Ates M. N. Understanding the effect of deposition potential on the electrodeposited tin anodes for lithium-ion batteries // Journal of the Institute of Science and Technology. 2023. Vol. 13. P. 1804–1813. https://doi.org/10.21597/jist.1264079
  9. Bani-Fwaz M. Z., El-Zahhar A. A., Abd-Rabboh H. S. M., Hamdy M. S., Shkir M. Synthesis of NiO nanoparticles by thermal routes for adsorptive removal of crystal violet dye from aqueous solutions // Int. J. Env. Anal. Chem. 2019. Vol. 101. P. 1126–1144. https://doi.org/10.1080/03067319.2019.1678599
  10. Jesus J. C. De, Gonzales, Quevedo A., Puerta T. Thermal decomposition of nickel acetate tetrahydrate: an integrated study by TGA, QMS and XPS techniques // J. Mol. Cat. A : Chem. 2005. Vol. 228. P. 283–291. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2004.09.065
  11. Trofimov A. A., Leonova A. M., Leonova N. M., Gevel T. A. Electrodeposition of silicon from molten KCl–K2SiF6 for lithium-ion batteries // J. Electrochem. Soc. 2022. Vol. 169. Article number 020537. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ac4d6b
  12. Liu X., Or S. W., Jin Ch., Lv Ya., Feng Ch., Sun Yu. NiO/C nanocapsules with onion-like carbon shell as anode material for lithium ion batteries // Carbon. 2013. Vol. 60. P. 215–220. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2013.04.014
  13. Siddiqui S.-E-T., Rahman Md. A., Kim J.-H., Sharif S. B., Paul S. A Review on recent advancements of Ni-NiO nanocomposite as an anode for high-performance lithium-ion battery // Nanomaterials. 2022. Vol. 12. Article number 2930. https://doi.org/10.3390/nano12172930
  14. Jo M. S., Ghosh S., Jeong S. M., Kang Yu. Ch., Cho J. S. Coral-like yolk-shell structured nickel oxide/carbon composite microspheres for high-performance Li-ion storage anodes // Nano-Micro Lett. 2019. Vol. 11. Article number 3. 18 p. https://doi.org/10.1007/s40820-018-0234-0
  15. Jiang Sh., Mao M.-M., Pang M.-J., Yang H., Wang R.-W., Li N., Pan Q.-L., Pang M., Zhao J.- G. Preparation and performance of a graphene-(Ni-NiO)-C hybrid as the anode of a lithium-ion battery // New Carb. Mater. 2023. Vol. 38. P. 356–365. https://doi.org/10.1016/S1872-5805(22)60647-4
  16. Du D., Lan R., Xie K., Wang H., Tao Sh. Synthesis of Li2Ni2(MoO4)3 as a high-performance positive electrode for asymmetric supercapacitors // RSC Adv. 2017. Vol. 7. P. 13304–13311. https://doi.org/10.1039/c6ra28580e
  17. Dai H., Zhang R., Zhong M., Guo Sh. Effects of the inherent tubular structure and graphene coating on the lithium ion storage performances of electrospun NiO/Co nanotubes // J. Phys. Chem. 2020. Vol. 124. P. 143–151. https://doi.org//10.1021/acs.jpcc.9b09716
  18. Leonova A. M., Bashirov O. A., Leonova N. M., Lebedev A. S., Trofimov A. A., Suzdaltsev A. V. Synthesis of C/SiC mixtures for composite anodes of lithium-ion power sources // Appled Science. 2022. Vol. 13, iss. 2. Article number 901. https://doi.org/10.3390/app13020901
  19. Mohammadi A., Arsalani N., Tabrizi A. G., Moosavifard S. E., Naqshbandi Zh., Ghadimi L. S. Engineering rGO-CNT wrapped Co3S4 nanocomposites for high-performance asymmetric supercapacitors // Chem. Eng. Journal. 2018. Vol. 334. P. 66–80. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.10.029
  20. Augustyn V., Simon P., Dunn B. Pseudocapacitive oxide materials for high-rate electrochemical energy storage // Energy Env. Sci. 2013. Vol. 7. P. 1597–1614. https://doi.org/10.1039/c3ee44164d
Поступила в редакцию: 
12.10.2023
Принята к публикации: 
04.09.2023
Опубликована: 
25.12.2023