Для цитирования:
Леонова А. М., Леонова Н. М., Лаптев М. В., Суздальцев А. В. ЛИТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫХ ПЛЕНОК КРЕМНИЯ // Электрохимическая энергетика. 2025. Т. 25, вып. 3. С. 136-147. DOI: 10.18500/1608-4039-2025-25-3-136-147, EDN: XARINE
ЛИТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫХ ПЛЕНОК КРЕМНИЯ
Литий-ионные источники тока с улучшенными характеристиками все больше востребованы в различных сферах. Одними из наиболее активно изучаемых являются материалы на основе кремния, позволяющие повысить емкость анода. В настоящей работе продолжено изучение поведения тонкопленочных кремниевых анодов в составе анодного полуэлемента литий-ионного источника тока в условиях ограничения зарядной емкости до 1000 и 4000 мА·ч/г. В качестве объектов исследований использованы образцы пленок кремния, электроосажденных на стеклоуглероде в потенциостатическом режиме из расплавленного электролита KI-KF-KCl-K2SiF6 с температурой 700°С. Отмечено, что ограничение зарядной емкости позволяет увеличить количество циклирований при сохранении относительно высокой разрядной емкости и повысить срок функционирования электроосажденных пленок кремния. При токе циклирования С/10 и ограничении зарядной емкости до 4000 мА·ч/г разрядная емкость образцов составила 3850–3930 мА·ч/г, а при токе циклирования 2С – до 3000 мА·ч/г.
- Ли С. А., Рыжикова Е. В., Скундин А. М. Проблемы оптимизации соотношения активных масс в электродах литий ионных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2020. Т. 20, № 2. С. 68–72. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2020-20-2-68-72
- Савина А. А., Боев А. О., Орлова Е. Д., Морозов А. В., Абакумов А. М. Никель – ключевой элемент энергетики будущего // Успехи химии. 2023. Т. 92, № 7. Номер статьи RCR5086. https://doi.org/10.59761/RCR5086
- Журавлев В. Д., Щеколдин С. И., Андрюшин С. Е., Шерстобитова Е. А., Нефедова К. В., Бушкова О. В. Электрохимические характеристики и фазовый состав литиймарганцевой шпинели с избытком лития Li1+xMn2O4 // Электрохимическая энергетика. 2020. Т. 20, № 3. С. 157–170. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2020-20-3-157-170
- Захарова Г. С., Фаттахова З. А., Трофимов А. А. Гидротермально-микроволновой синтез композита MnO/C в присутствии аскорбиновой кислоты // Журнал неорганической химии. 2024. Т. 69, № 12. С. 1785–1795. https://doi.org/10.31857/S0044457X24120116
- Братков И. В., Иванов А. Д., Колчин А. Д., Савицкий И. А. Получение композиционного анодного материала «сферический графит – SnO2» // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2025, Т. 68, вып. 1. С. 55–62. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20256801.7099
- Zhang Y., Wei Zh., Batuk M., Hadermann J., Filatov A., Chang J., Han H., Abakumov A., Dikarev E. Lithium-rich, oxygen-deficient spinel obtained through low-temperature decomposition of heterometallic molecular precursor // Energy Materials. 2025. Vol. 5. Art. 500063. https://doi.org/10.20517/energymater.2024.213
- Galashev A. Y. Molecular dynamic study of the applicability of silicene lithium ion battery anodes: A review // Electrochemical Materials and Technologies. 2023. Vol. 2. Art. 20232012. https://doi.org/10.15826/elmattech.2023.2.012
- Zhang Zh., Wu Y., Mo Z., Lei X., Xie X., Xue X., Qin H., Jiang H. Research progress of silicon-based anode materials for lithium-ion batteries // RSC Advances. 2025. Vol. 15. Art. 10731. https://doi.org/10.1039/d5ra01268f
- Korchun A. V., Evshchik E. Yu., Baskakov S. A., Bushkova O. V., Dobrovolsky Y. A. Influence of a binder on the electrochemical behaviour of Si/RGO composite as negative electrode material for Li-ion batteries // Chimica Techno Acta. 2020. Vol. 7. P. 259–268. https://doi.org/10.15826/chimtech.2020.7.4.21
- Леонова Н. М., Леонова А. М., Баширов О. А., Лебедев А. С., Трофимов А. А., Суздальцев А. В. Аноды на основе С/SiC для литий-ионных источников тока // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 41–50. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-1-41-50, EDN: ZFLYPF
- Заворин А. В., Мосеенков С. И., Столярова С. Г., Окотруб А. В., Кузнецов В. Л. Использование композитов на основе МУНТ и Si в качестве анодного материала в литий-ионных аккумуляторах // Сибирский физический журнал. 2023. Т. 18, № 2. С. 66–75. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2023-18-2-66-75
- Yasuda K., Nohira T. Electrochemical production of silicon // High Temperature Materials and Processes. 2022. Vol. 41. P. 247–278. https://doi.org/10.1515/htmp-2022-0033
- Salah M., Murphy P., Hall C., Francis C., Kerr R., Fabretto M. Pure silicon thin-film anodes for lithium-ion batteries: A review // J. Power Sources. 2019. Vol. 414. P. 48–67. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.12.068
- Леонова А. М., Леонова Н. М., Суздальцев А. В. Поведение электроосажденной пленки кремния на стеклоуглероде при литировании и делитировании // Электрохимическая энергетика. 2024. Т. 24, вып. 3. С. 150–160. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2024-24-3-150-160, EDN: ZPMQZQ
- Laptev M. V., Isakov A. V., Grishenkova O. V., Vorob’ev A. S., Khudorozhkova A. O., Akashev L. A., Zaikov Yu. P. Electrodeposition of thin silicon films from the KF–KCl–KI–K2SiF6 melt // Journal of the Electrochemical Society. 2020. Vol. 167. Art. 042506. https://doi.org/10.1149/1945–7111/ab7aec
- Sethuraman V. A., Srinivasan V., Newman J. Analysis of electrochemical lithiation and delithiation kinetics in silicon // Journal of the Electrochemical Society. 2013. Vol. 160. P. A394–A403. https://doi.org/10.1149/2.008303jes
- Domi Y., Usui H., Sakaguchi H. Analysis of the interfacial reaction between Si-based anodes and electrolytes in Li-ion batteries // Chemical Communications. 2024. Vol. 60. Art. 12986. https://doi.org/10.1039/d4cc04134h
- Liu B., Luo M., Wang Z., Passolano Ch., Shaw L. On the specific capacity and cycle stability of Si@void@C anodes: Effects of particle size and charge/discharge protocol // Batteries. 2022. Vol. 8. Art. 10. https://doi.org/10.3390/batteries8100154
- Lux S. F., Lucas I. T., Pollak E., Passerini S., Winter M., Kostecki R. The mechanism of HF formation in LiPF6 based organic carbonate electrolytes // Electrochemistry Communications. 2011. Vol. 14. P. 47– 50. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2011.10.026