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

Для цитирования:

Корнев П. В., Кулова Т. Л., Кузьмина А. А., Скундин А. М., Кошель Е. С., Климова В. М. Титанат лития, допированный неодимом, как анодный материал для литий-ионных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2022. Т. 22, вып. 3. С. 129-138. DOI: 10.18500/1608-4039-2022-22-3-129-138, EDN: HDLCBD

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 92)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Литиевые электрохимические системы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.6:621.355
DOI: 
10.18500/1608-4039-2022-22-3-129-138
EDN: 
HDLCBD

Титанат лития, допированный неодимом, как анодный материал для литий-ионных аккумуляторов

Авторы: 
Корнев Павел Валентинович, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Кулова Татьяна Львовна, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Кузьмина Анна Александровна, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Скундин Александр Мордухаевич, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Кошель Елизавета Сергеевна, Институт общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН
Климова Виктория Михайловна, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара»
Аннотация: 

Известно, что допированный титанат лития способен обратимо циклироваться в интервале потенциалов от 3 до 0.01 В, и эта способность зависит как от природы допанта, так и от уровня допирования. В настоящей работе исследованы образцы Li4Ti5O12, допированные Nd в количестве от 0.5 до 2.0%. Показано, что при циклировании в расширенном интервале потенциалов наибольшую ёмкость демонстрируют образцы с уровнем допирования от 0.5 до 1.0%.

Ключевые слова: 
литий-ионный аккумулятор
анод
титанат лития
неодим
допирование
Список источников: 
  1. Kulova T. L., Kreshchenova Y. M., Kuz’mina A. A., Skundin A. M., Stenina I. A., Yarslavtsev A. B. New high-capacity anode materials based on gallium-doped lithium titanate // Mend. Commun. 2016. Vol. 26. P. 238–239. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2016.05.005
  2. Kulova T. L., Kuz’mina A. A., Skundin A., Stenina I. A., Yarslavtsev A. B. Electrochemical Behavior of Gallium-Doped Lithium Titanate in a Wide Range of Potentials // Int. J. Electrochem. Sci. 2017. Vol. 12. P. 3197–3211. https://doi.org/10.20964/2017.04.04
  3. Корнев П. В., Кулова Т. Л., Кузьмина А. А., Тусеева Е. К., Скундин А. М., Климова В. М., Кошель Е. С. Титанат лития, допированный европием, как анодный материал для литий-ионных аккумуляторов // Журнал физической химии. 2022. Т. 96. С. 1–8. https://doi.org/10.31857/S0044453722020145
  4. Yi T.-F., Xie Y., Wu Q., Liu H., Jiang L., Ye M., Zhu R. High rate cycling performance of lanthanum-modified Li4Ti5O12 anode materialsfor lithium-ion batteries // J. Power Sources. 2012. Vol. 214. P. 220–226. https://doi.org/10.1016.j.jpowsour.2012.04.101
  5. Иваненко В. И., Маслова М. В., Куншина Г. Б., Владимирова С. В., Агафонов Д. В. Легированный лантаном (III) наноструктурированный анодный материал на основе Li4Ti5O12 для литий-ионных источников тока // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2020. Т. 56. С. 523–529. https://doi.org/10.31857/S0044185620040130
  6. Gao J., Ying J., Jiang C., Wan C. Preparation and characterization of spherical La-doped Li4Ti5O12 anode material for lithium ion batteries // Ionics. 2009. Vol. 15. P. 597–601. https://doi.org/10.1007/s11581-008-0306-0
  7. Wang D., Zhang C., Zhang Y., Wang J., He D. Synthesis and electrochemical properties of La-doped Li4Ti5O12as anode material for Li-ion battery // Ceram. Int. 2013. Vol. 39. P. 5145–5149. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.12.010
  8. Yao L., Ning Z., Guo S., Guo Y., Sun Y., Rambo C. R., Yuan T., Huang Z., Zhang C., He D. On the sol-gel synthesis mechanism of nanostructured Li3.95La0.05Ti4.95Ag0.05O12 with enhanced electrochemical performance forlithium ion battery // Ceram. Int. 2017. Vol. 43. P. 3393–3400. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.11.185
  9. Gao J., Jiang C., Wan C. Synthesis and Characterization of Spherical La-Doped Nanocrystalline Li4Ti5O12/C Compound for Lithium-IonBatteries // J. Electrochem. Soc. 2010. Vol. 157. P. K39–K42. https://doi.org/10.1149/1.3265458
  10. Zhang L., Zhang X., Tian G., Zhang Q., Knapp M., Ehrenberg H., Chen G., Shen Z., Yang G., Gu L., Du F. Lithium lanthanum titanate perovskite as an anodefor lithium ion batteries // Nat. Comm. 2020. Vol. 11. Article number 3490. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17233-1
  11. Wang Z., Yang W., Yang J., Zheng L., Sun K., Chen D., Sun L., Liu X. Tuning the crystal and electronic structure of Li4Ti5O12 via Mg/La codoping for fast and stable lithium storage // Ceram. Int. 2020. Vol. 46. P. 12965–12974. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.02.066
  12. Zhang Z., Xun R., Wang L., Meng Z. Construction of pseudocapacitive Li2 − xLaxZnTi3O8 anode for fast andsuper-stable lithium storage // Ceram. Int. 2021. Vol. 47. P. 662–669. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.08.174
  13. Wei G., Rambo C. R., Guo Y., Ning Z., Guo S., Zhao M., Huang Z., Zhang C., He D. Graphene coated La3+/Sc3+ co-doped Li4Ti5O12 anodes for enhanced Li-ion batteryperformance // Materials Letters. 2017. Vol. 193. P. 179–182. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.01.082.
  14. Sovizi M. R., Pourali S. M. Effect of Praseodymium Doping on Structuraland Electrochemical Performance of Lithium Titanate Oxide(Li4Ti5O12) as New Anode Material for Lithium-Sulfur Batteries // Electron. Mater. 2018. Vol. 47. P. 6525–6531. https://doi.org/10.1007/s11664-018-6552-7
  15. Zhang Q., Li X. High Rate Capability of Nd-Doped Li4Ti5O12 as an Effective Anode Material for Lithium-Ion Battery // Int. J. Electrochem. Sci. 2013. Vol. 8. P. 7816–7824.
Поступила в редакцию: 
12.07.2022
Принята к публикации: 
01.11.2022
Опубликована: 
30.11.2022