Для цитирования:
Гусева Е. С., Попова С. С. Электрохимическое поведение MnO2-электрода в апротонных органических растворах солей лантана и его аналогов (редкоземельных элементов) // Электрохимическая энергетика. 2017. Т. 17, вып. 1. С. 19-28. DOI: 10.18500/1608-4039-2017-17-1-19-28, EDN: ZCTEIL
Электрохимическое поведение MnO2-электрода в апротонных органических растворах солей лантана и его аналогов (редкоземельных элементов)
DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2017-17-1-19-28
Методом катодного внедрения лантана и его аналогов (Ln) в диоксидномарганцевый электрод в потенциостатическом режиме получены манганиты LnyMn1 ? yO2. На примере лантана установлено ускоряющее влияние фазы манганита в составе MnO2-электрода на процесс интеркалирования лития. Методами сканирующей микроскопии, рентгенофазового анализа, вторичной масс-спектрометрии ионов и измерения потенциала в разомкнутой цепи определён состав образующихся фаз LayMn1 ? yO2 и LixLayMn1 ? yO2. Обнаружено, что в ряду лантаноидов (La, Nd, Ho, Sm, Gd, Tb, Yb, Lu, Dy, Eu) от лантана (La) до гадолиния (Gd) имеет место последовательное уменьшение константы внедрения kв=Delta i/Delta (1/sqrt(t)), диффузионной составляющей процесса CLnsqrt(DLn) и плотности тока разряда i(0)s. После гадолиния (Gd) вплоть до европия (Еu) кинетические характеристики в пределах ошибки эксперимента сохраняют постоянное значение.
Обнаружено две области потенциалов, различающиеся тенденцией к изменению величин kв, CLnsqrt(DLn) и i(0): при смещении потенциала от ?2.9 до ?2.5 В просматривается тенденция к их уменьшению, при дальнейшем смещении до ?2.0 В – тенденция к их увеличению.
Установлено влияние температуры и длительности внедрения лантана в MnO2 на процесс последующего интеркалирования лития.
1. Попова С. С., Францев Р. К., Гусева Е. С. Влияние природы редкоземельного металла на кинетику электрохимических процессов на MnO2-электродах в апротонных органических растворах // Электрохим. энергетика. 2011. Т. 11, № 2. С. 108–111.
2. Францев Р. К., Попова С. С., Гусева Е. С. Электрохимическое интеркалирование MnO2-электрода в апротонных органических растворах солей редкоземельных элементов // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2011. Т. 54, № 5. С. 94–98.
3. Йи Т.-Ф., Ли Ч. Я., Жу Я.-Р., Жу Р.-С., Шу Ж. Кинетика электрохимической интеркаляции ионов лития для получения катодного материала – шпинели LiNi0.5Mn1.5O4 // Электрохимия. 2010. Т. 46, № 2. С. 236–242.
4. Jang Chang-chung, Li Sheng-Xian, Shi Zhong, Shi Zhong, Yang Hang-Xi. Charge – discharge characteristics of composite MnO2 cathode doped with metal oxides // 6th Jnt. Meet. Lithium Batteries.: Extend. Abstr. and Program. Munster, 1992. P. 315–317.
5. Valand T., Nilsson G. The influence of F? ions on the electrochemical reactions on oxide-covered A1 // Corrosion Science. 1977. Vol. 17. P. 449–459.
6. Францев Р. К., Гусева Е. С., Попова С. С. Синергетические эффекты на LayMnO2 ? ?C60F? – электродах при катодной обработке в апротонных органических растворах солей лития // Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах: материалы ХI Междунар. конф. Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ (НПИ), 2010. С. 98–101.