Cd|KOH|NiOOH

Zn|NH4CI|MnO2

Li|LiClO4|MnO2

Pb|H2SO4|PbO2

H2|KOH|O2

Динамический характер процессов при хранении электродов на основе кремниевых композитов

УДК 544.65+621.355.9

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

Методом электрохимической импедансной спектроскопии исследованы процессы, протекающие при выдержке электродов с чередующимися слоями Si-O и Si-O-Al в условиях разомкнутой цепи. Предложена эквивалентная схема электрода, содержащая индуктивность, омическое сопротивление и три параллельные комбинации сопротивлений и элементов с постоянным сдвигом фаз. Наиболее интересный результат состоит в обнаружении немонотонных изменений элементов эквивалентной цепи при выдержке электрода, что свидетельствует о динамическом характере образования и разрушения SEI (solid electrolyte interphase) не только при циклировании, но и в условиях разомкнутой цепи.

Литература

1. Broussely M., Herreyre S., Biensan P., Kasztejna P., Nechev P., Stanievicz R. J. Aging mechanism in Li ion cells and calendar life predictions // J. Power Sources. 2001. Vol. 97/98. P. 13-21.
2. Bloom I., Cole B. W., Sohn J. J., Jones S. A., Polzin E. G., Battaglia V. S., Henriksen G. L., Motloch C., Richardson R., Unkelhaeuser T., Ingersoll D., Case H. L. An accelerated calendar and cycle life study of Li-ion cells // J. Power Sources. 2001. Vol. 101. P. 238-247.
3. Wright R. B., Motloch C. G., Belt J. R., Christophersen J. P., Ho C. D., Richardson R. A., Bloom I., Jones S. A., Battaglia V. S., Henriksen G. L., Unkelhaeuser T., Ingersoll D., Case H. L., Rogers S. A., Sutula R. A. Calendar- and cycle-life studies of advanced technology development program generation 1 lithium-ion batteries // J. Power Sources. 2002. Vol. 110. P. 445–470.
4. Zhang Qi, White R. E. Calendar life study of Li-ion pouch cells // J. Power Sources. 2007. Vol. 173. P. 990–997.
5. Sarre G., Blanchard Ph., Broussely M. Aging of lithium-ion batteries // J. Power Sources. 2004. Vol. 127. P. 65–71.
6. Kassem M., Bernard J., Revel R., P\'elissie S., Duclaud F., Delacourt C. Calendar aging of a graphite / LiFePO_4 cell // J. Power Sources. 2012. Vol. 208. P. 296–305.
7. Ecker M., Gerschler J. B., Vogel J., K"abitz S., Hust F., Dechent Ph., Sauer D. U. Development of a lifetime prediction model for lithium-ion batteries based on extended accelerated aging test data // J. Power Sources. 2012. Vol. 215. P. 248-257.
8. Ecker M., Nieto N., K"abitz S., Schmalstieg J., Blanke H., Warnecke A., Sauer D. U. Calendar and cycle life study of Li(NiMnCo)O2-based 18650 lithium ion batteries // J. Power Sources. 2014. Vol. 248. P. 839-851.
9. K"abitz S., Gerschler J. B., Ecker M., Yurdagel Y., Emmermacher B., Andr\'e D., Mitsch T., Sauer D. U. Cycle and calendar life study of a graphite\vert LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 Li-ion high energy system. Part A\,: Full cell characterization // J. Power Sources. 2013. Vol. 239. P. 572-583.
10. Bloom I., Walker L. K., Basco J. K., Abraham D. P., Christophersen J. P., Ho C. D. Differential voltage analyses of high-power lithium-ion cells. 4. Cells containing. NMC // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 877–882.
11. Belt J., Utgikar V., Bloom I. Calendar and PHEV cycle life aging of high-energy, lithium-ion cells containing blended spinel and layered-oxide cathodes // J. Power Sources. 2011. Vol. 196. P. 10213–10221.
12. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов нового поколения // Электрохимия. 2012. Т. 48, № 3. С. 362-368.
13. Кулова Т. Л., Скундин А. М., Андреев В. Н., Грызлов Д. Ю., Мироненко А. А., Рудый А. С., Гусев В. Н., Наумов В. В. Исследование тонкоплёночных электродов системы кремний-алюминий-кислород для литий-ионного аккумулятора // Электрохим. энергетика. 2013. Т. 13, № 3. С. 136-143.
14. Кулова Т. Л., Скундин А. М., Андреев В. Н., Грызлов Д. Ю., Мироненко А. А., Рудый А. С., Гусев В. Н., Наумов В. В. Исследование тонкоплёночных кремний-алюминиевых электродов, синтезированных в присутствии кислорода, методом циклической вольтамперометрии // Электрохимия. 2015. Т. 51, № 12. С. 1298-1302.
15. Boukamp B. A. A Nonlinear Least Squares Fit procedure for analysis of immittance data of electrochemical systems // Solid State Ionics. 1986. Vol. 20. P. 31-44.
16. Бердников А. Е., Геращенко В. Н., Гусев В. Н., Кулова Т. Л., Метлицкая А. В., Мироненко А. А., Рудый А. С., Скундин А. М. Кремнийсодержащий нанокомпозит для тонкоплёночных литий-ионных аккумуляторов // Письма в Журнал технической физики. 2013. Т. 39, №. 7. С. 73-78.
17. Kulova T. L., Mironenko A. A., Skundin A. M., Rudy A. S., Naumov V. V., Pukhov D. E. Study of Silicon Composite for Negative Electrode of Lithium-Ion Battery // Intern. J. Electrochem. Sci. 2016. Vol. 11. P. 1370-1381.
18. Кулова Т. Л., Плесков Ю. В., Скундин А. М., Теруков Е. И., Коньков О. И. Интеркаляция лития в тонкие плёнки аморфного кремния\,: исследование методом спектроскопии электрохимического импеданса // Электрохимия. 2006. Т. 42. С. 791–798.
19. Kang Y.-M, Go J.-Y., Lee S.-M., Choi W.-U.     Impedance study on the correlation between phase transition and electrochemical degradation of Si-based materials // Electrochem. Comm. 2007. Vol. 9. P. 1276–1281.
20. Jiang T., Zhang Sh., Qiu X., Zhu W., Chen L. Preparation and characterization of silicon-based three-dimensional cellular anode for lithium ion battery // Electrochem. Comm. 2007. Vol. 9. P. 930–934.
21. Xu Y. H., Yin G. P., Ma Y. L., Zuo P. J., Cheng X. P. Simple annealing process for performance improvement of silicon anode based on polyvinylidene fluoride binder // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 2069–2073.
22. Han G.-B., Ryou M.-H., Cho K. Y., Lee Y. M., Park J.-K. Effect of succinic anhydride as an electrolyte additive on electrochemical characteristics of silicon thin-film electrode // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 3709–3714.
23. Lv R., Yang J., Wang J., NuLi Y. Electrodeposited porous-microspheres Li–Si films as negative electrodes in lithium-ion batteries // J. Power Sources. 2011. Vol. 196. P. 3868–3873.
24. Usui H., Yamamoto Y., Yoshiyama K., Itoh T., Sakaguchi H. Application of electrolyte using novel ionic liquid to Si thick film anode of Li-ion battery // J. Power Sources. 2011. Vol. 196. P. 3911–3915.
25. Radvanyi E., Van Havenbergh K., Porcher W., Jouanneau S., Bridel J.-S., Put S., Franger S. Study and modeling of the Solid Electrolyte Interphase behavior on nano-silicon anodes by Electrochemical Impedance Spectroscopy // Electrochim. Acta. 2014. Vol. 137. P. 751–757.

стр. 3
Текст в формате PDF:
(downloads: 126)
Файл статьи: