Для цитирования:
Гнеденков С. В., Опра Д. П., Синебрюхов С. Л., Цветников А. К., Устинов А. Ю., Сергиенко В. И. Литиевые химические источники тока на основе гидролизного лигнина // Электрохимическая энергетика. 2013. Т. 13, вып. 1. С. 23-33. DOI: 10.18500/1608-4039-2013-13-1-23-33, EDN: RDMWKP
Литиевые химические источники тока на основе гидролизного лигнина
В работе впервые показана возможность использования гидролизного лигнина в качестве активного компонента катодного материала первичного литиевого источника электрической энергии. Методами импедансной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской флуоресцентной спектроскопии исследованы электропроводность, морфология и элементный состав гидролизного лигнина. Изучены основные параметры и поведение литиевого химического источника тока на основе лигнина с использованием 1М раствора LiBF4 в ?-бутиролактоне. Химический состав катодного материала после разряда источника тока до 0.9 В изучен с помощью методов рентгеновской фотоэлектронной и инфракрасной спектроскопии. На основании анализа состава продуктов сделаны предположения о возможных электрохимических реакциях в системе литий/гидролизный лигнин.
1. Скундин A. M., Воронков Г. Я. Химические источники тока. 210 лет. М.: Ппоколение, 2010.
2. Aifantis K. E., Hackney S. A., Kumar R. V. High energy density lithium batteries. Weinheim: Willey-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010.
3. Scrosati B., Garche J. // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 2419–2430.
4. Huggins R. A. Advanced batteries: materials science aspects. N. Y.: Springer, 2009.
5. Shukla A. K., Kumar T. P. // Curr. Sci. 2008. Vol. 94. P. 314–331.
6. Chen H., Armand M., Courty M., Jiang M., Grey C. P., Dolhem F., Tarascon J.-M., Poizot P. // J. Amer. Chem. Soc. 2009. Vol. 131. P. 8984–8988.
7. Walker W., Grugeon S., Mentre O., Laruelle S., Tarascon J.-M., Wudl F. // J. Amer. Chem. Soc. 2010. Vol. 132. P. 6517–6523.
8. Yao M., Senoh H., Yamazaki S., Siroma Z., Sakai T., Yasuda K. // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 8336–8340.
9. Milczarek G., Inganas O. // Science. 2012. Vol. 335. P. 1468–1471.
10. Опра Д. П., Гнеденков С. В., Синебрюхов С. Л., Цветников А. К., Сергиенко В. И. // Ввестн. ДВдвО РАН. 2012. № 2. С. 111–116.
11. Linden D., Reddy T. B. Handbook of batteries. N. Y.: McGraw-Hill, 2001.
12. Коровин Н. В., Скундин А. М. Химические источники тока. Справочник. М.: МЭИ, 2003. 740 с.
13. Гаврилюк С. // Современная электроника. 2005. № 3. С. 14–18.
14. Грибков И. В. Химический состав и строение технического гидролизного лигнина: дис. … канд. хим. наук. СПпб., 2008. 142 с.
15. Вовчук В. Е., Митькин В. Н., Галицкий А. А., Кузовников А. М. // Электрохим. энергетика. 2007. Т. 7, № 2. С. 103–114.
16. Gnedenkov S. V., Tsvetnikov A. K., Opra D. P., Sinebryukhov S. L., Sergienko V. I. // Physics Procedia. 2012. Vol. 23. P. 86–89.
17. Dey A. N. // Thin Solid Films. 1977. Vol. 43. P. 131–171.
18. Aurbach D., Zaban A., Ein-Eli Y., Weissman I., Chu-sid O., Markovsky B., Levi M., Levi E., Schechter A., Granot E. // J. Power Sources. 1997. Vol. 68. P. 91–98.
19. Novak P., Podhajecky P. // J. Power Sources. 1991.Vol. 35. P. 235–247.
20. Gao X. P., Bao J. L., Pan G. L., Zhu H. Y., Huang P. X., Wu F., Song D. Y. // J. Phys. Chem. B. 2004. Vol. 108. P. 5547–5551.
21. Кебадзе Ж. М., Какурия Л. Ш., Пруидзе В. П. // Электрохим. энергетика. 2005. Т. 5, № 4. С. 241–245.
22. Minakshi M., Ionescu M. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2010. Vol. 35. P. 7618–7622.
23. Leroy S., Martinez H., Dedryvere R., Lemordant D., Gonbeau D. // Appl. Surf. Sci. 2007. Vol. 253. P. 4895–4905.
24. Nanse G., Papirer E., Fiouxa P., Moguet F., Tressaud A. // Carbon. 1997. Vol. 35. P. 175–194.
25. Andersson A. M., Henningson A., Siegbahn H., Jansson U., Edstrom K. // J. Power Sources. 2003. Vol. 119–121. P. 522–527.
26. Riviere J. P., Pacaud Y., Cahoreau M. // Thin Solid Films. 1993. Vol. 227. P. 44–53.
27. Surampudi S., Marsh R. Lithium batteries. New Jersey: Electrochem. Society, 1999.
28. Львов А. Л. // Соросовский образоват. журн. 2001.Т. 7. С. 45–51.
29. Barr T. L. // J. Phys. Chem. 1978. Vol. 82. P. 1801–1810.
30. Inari G. N., Petrissans M., Dumarcay S., Lambert J., Ehrhardt J. J., Sernek M., Gerardin P. // Wood Sci. Technol. 2011. Vol. 45. P. 369–382.
31. Popescu C.-M., Tibirna C.-M., Vasile C. // Appl. Surf. Sci. 2009. Vol. 256. P. 1355–1360.
32. Montplaisir D., Daneault C., Chabot B. // BioResources. 2008. Vol. 4. P. 1118–1129.
33. Briggs D., Seah M. P. Practical surface analysis. N. Y.: John Willey & Sons, 1993.
34. Dzhurinskii B. F., Gati D., Sergushin N. P., Nefedov V. I., Salyn Ya. V. // Rus. J. Inorg. Chem. 1975. Vol. 20. P. 2307–2314.
35. X. Wang, L. Andrews. // Mol. Phys. 2009. Vol. 107. P. 739–748.
36. Фатеев С. А., Нижниковский Е. А. // Электрохим. энергетика. 2005. Т. 5, № 2. С. 106–108.
37. Schweikert N., Hahn H., Indris S. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. Vol. 13. P. 6234–6240.
38. Chang Y.-C., Sohn H.-J. // J. Electrochem. Soc. 2000. Vol. 147. P. 50–58.
39. Dolle M., Orsini F., Gozdz A. S., Tarascon J.-M. // J. Electrochem. Soc. 2001. Vol. 148. P. A851–A857.
40. Popov B. N., Zhang W., Darcy E. C., White R. E. // J. Electrochem. Soc. 1993. Vol. 140. P. 3097–3103.
41. Fan J., Fedkiw P. S. // J. Power Sources. 1998. Vol. 72. P. 165–173.
42. Osaka T., Momma T., Mukoyama D., Nara H. // J. Power Sources. 2012. Vol. 205. P. 483–486.
43. Стойнов З. Б., Графов Б. М., Савова-Стойнова Б. С., Елкин В. В. Электрохимический импеданс. М.: Наука, 1991. 336 с.
44. Гнеденков С. В., Синебрюхов С. Л., Сергиенко В. И. // Электрохимия. 2006. Т. 42. С. 197–211.