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

Для цитирования:

Пилюгина Ю. А., Кузьмина Е. В., Колосницын В. С. ГИДРОЛИТИЧЕСКАЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРЕКУРСОРОВ ДЛЯ СИНТЕЗА ТВЕРДЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ // Электрохимическая энергетика. 2025. Т. 25, вып. 3. С. 115-123. DOI: 10.18500/1608-4039-2025-25-3-115-123, EDN: JOYPHY

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 87)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Литиевые электрохимические системы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
549.3
DOI: 
10.18500/1608-4039-2025-25-3-115-123
EDN: 
JOYPHY

ГИДРОЛИТИЧЕСКАЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРЕКУРСОРОВ ДЛЯ СИНТЕЗА ТВЕРДЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Авторы: 
Пилюгина Юлия Алексеевна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Кузьмина Елена Владимировна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Колосницын Владимир Сергеевич, Институт органической химии Уфимского научного центра РАН
Аннотация: 

Гравиметрическим методом исследована окислительная и гидролитическая стабильность прекурсоров для синтеза твердых сульфидных электролитов – Li2S и P2S5 – в воздухе с различным содержанием воды, а также сухого аргона. Установлено, что содержание воды в воздухе существенно влияет на стабильность материалов. Li2S и P2S5 нестабильны даже в воздухе с содержанием воды 5 ppm. Более того, было установлено, что окислительно-гидролитическая стабильность Li2S зависит от наличия примесей.

Ключевые слова: 
твердые сульфидные электролиты
окислительная стабильность
гидролитическая стабильность
стабильность на воздухе
Благодарности: 
Работа выполнена в рамках Государственного задания по теме НИР УфИХ УФИЦ РАН № 124032600061-3 «Углеродные материалы и углерод-полимерные композиты как активные компоненты положительных и отрицательных электродов перспективных накопителей энергии. Синтез, строение, свойства».
Список источников: 
  1. Huang H., Liu C., Liu Z., Wu Y., Liu Y., Fan J., Zhang G., Xiong P., Zhu J. Functional inorganic additives in composite solid-state electrolytes for flexible lithium metal batteries. Adv. Powder Mater., 2024, vol. 3, no. 1, art. 100141. https://doi.org/10.1016/j.apmate.2023.100141
  2. Frenck L., Sethi G. K., Maslyn J. A., Balsara N. P. Factors that control the formation of dendrites and other morphologies on lithium metal anodes. Front. Energy Res., 2019, vol. 7, art. 115. https://doi.org/10.3389/fenrg.2019.00115
  3. Yang H., Wu N. Ionic conductivity and ion transport mechanisms of solid‐state lithium‐ion battery electrolytes: A review. Energy Sci. Eng., 2022, vol. 10, no. 5, pp. 1643–1671. https://doi.org/10.1002/ese3.1163
  4. Yersak T. A., Zhang Y., Hao F., Cai M. Moisture stability of sulfide solid-state electrolytes. Front. Energy Res., 2022, vol. 10, art. 882508. https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.882508
  5. Liang J., Li X., Wang C., Kim J. T., Yang R., Wang J., Sun X. Current status and future directions in environmental stability of sulfide solid-state electrolytes for all-solid-state batteries. Energy Mater. Adv., 2023, vol. 4, art. 0021, https://doi.org/10.34133/energymatadv.0021
  6. Yang S., Hu X., Xu S., Han A., Zhang X., Zhang N., Chen X., Tian R., Song D., Yang Y. Synthesis of deliquescent lithium sulfide in air. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, vol. 15, no. 34, pp. 40633–40647. https://doi.org/10.1021/acsami.3c08506
  7. Muramatsu H., Hayashi A., Ohtomo T., Hama S., Tatsumisago M. Structural change of Li2S-P2S5 sulfide solid electrolytes in the atmosphere. Solid State Ion., 2011, vol. 182, no. 1, pp. 116–119. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2010.10.013
  8. Lu P., Wu D., Chen L., Li H., Wu F. Air Stability of Solid-State Sulfide Batteries and Electrolytes. Electrochem. Energy Rev., 2022, vol. 5, no. 3, pp. 1–46. https://doi.org/10.1007/s41918-022-00149-3
  9. Nikodimos Y., Su W.-N., Bezabh H. K., Tsai M.- C., Yang C.-C., Hwang B. J. Effect of selected dopants on conductivity and moisture stability of Li3PS4 sulfide solid electrolyte: a first-principles study. Mater. Today Chem., 2022, vol. 24, art. 100837. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2022.100837
  10. Pilyugina Yu. A., Mishinkin V. Y., Kuzmina E. V., Li B. Q., Zhang Q., Kolosnitsyn V. S. The sulfide solid electrolyte synthesized via carbothermal reduction of lithium sulfate for solid-state lithiumsulfur batteries. Inorg. Chem. Commun., 2025, vol. 174, art. 113926. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2025.113926 
  11. Karaseva E. V., Sheina L. V., Kolosnitsyn V. S. Synthesis of lithium sulfide by carbothermal reduction of lithium sulfate with petroleum coke. Russ. J. Appl. Chem., 2021, vol. 94, no. 1, pp. 1–8. https://doi.org/10.1134/s1070427221010018
  12. Altomare A., Corriero N., Cuocci C., Falcicchio A., Moliterni A., Rizzi R. QUALX2.0: A qualitative phase analysis software using the freely available database POW_COD. J. Appl. Crystallogr., 2015, vol. 48, no. 2, pp. 598–603. https://doi.org/10.1107/s1600576715002319
  13. Śmiechowski M., Gojło E., Stangret J. Systematic study of hydration patterns of phosphoric(V) acid and its mono-, di-, and tripotassium salts in aqueous solution. J. Phys. Chem. B, 2009, vol. 113, no. 21, pp. 7650–7661. https://doi.org/10.1021/jp810195h
Поступила в редакцию: 
05.06.2025
Принята к публикации: 
10.06.2025
Опубликована: 
30.09.2025