Для цитирования:
Колосницын Д. В., Егорова Н. В., Хасанова Р. В., Кузьмина Е. В., Карасёва Е. В., Колосницын В. С. Разделение вкладов электродов в общий импеданс литий-серных ячеек с помощью функции распределения времен релаксаций // Электрохимическая энергетика. 2026. Т. 26, вып. 1. С. 13-28. DOI: 10.18500/1608-4039-2026-26-1-13-28, EDN: NKNFTQ
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 3)
Язык публикации:
русский
Рубрика:
Тип статьи:
Научная статья
УДК:
541.136/.136.88
EDN:
NKNFTQ
Разделение вкладов электродов в общий импеданс литий-серных ячеек с помощью функции распределения времен релаксаций
Авторы:
Колосницын Дмитрий Владимирович, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Егорова Надежда Васильевна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Хасанова Регина Венеровна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Кузьмина Елена Владимировна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Карасёва Елена Владимировна, Институт органической химии Уфимского научного центра РАН
Колосницын Владимир Сергеевич, Институт органической химии Уфимского научного центра РАН
Аннотация:
Анализ электрохимического импеданса литий-серных ячеек затруднен сложностью протекающих в них процессов. В ячейках одновременно происходят как электрохимические процессы, так и процессы массопереноса на литиевом и серном электродах, а также в объеме электролита. Проведен сравнительный анализ функций распределения времен релаксаций симметричных ячеек Li||Li, S||S и полной литий-серной ячейки. Этот метод, будучи модельно-независимым, позволяет объективно идентифицировать число релаксационных процессов и их времена релаксаций, а последующее сопоставление данных полной и симметричных ячеек позволяет сделать физически обоснованное соотнесение пиков на функциях распределения времен релаксаций к конкретным электродам.
Ключевые слова:
Благодарности:
Работа выполнения в рамках государственного задания: по теме № 124032600061-3
«Углеродные материалы и углерод-полимерные композиты как активные компоненты положительных
и отрицательных электродов перспективных накопителей энергии. Синтез, строение, свойства», по теме
125020601630-6 «Сольватные ионные жидкости – состав, строение, физико-химические и электрохимические свойства. Применение в энергоемких накопителях энергии – литиевых и литий-ионных аккумуляторах». Работа частично выполнена на оборудовании ЦКП «Химия» УфИХ УФИЦ РАН и РЦКП
«Агидель» УФИЦ РАН.
Список источников:
- Chen Z. X., Hou L. P., Bi C. X., Cheng Q., Zhang X. Q., Li B. Q., Huang J. Q. Failure analysis of high-energy-density lithium–sulfur pouch cells // Energy Storage Materials. 2022. Vol. 53. P. 315–321. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.07.035
- Privaldos O. L. A., Lee C., Kim J. W., Lee J. Exploring failure mechanism studies for lithiumsulfur battery pouch cells // Current Opinion in Electrochemistry. 2024. Vol. 45. Art. 101516. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2024.101516
- Стойнов З. Б., Графов Б. М., СавоваСтойнова Б., Елкин В. В. Электрохимический импеданс. М. : Наука, 1991. 336 с.
- Иванищев А. В., Чуриков А. В., Иванищева И. А. Импедансная спектроскопия литий-углеродных электродов // Электрохимия. 2008. Т. 44, № 5. С. 553–568.
- Kolosnitsyn V. S., Kuzmina E. V., Karaseva E. V., Mochalov S. E. A study of the electrochemical processes in lithium–sulphur cells by impedance spectroscopy // J. Power Sources. 2011. Vol. 196. P. 1478– 1482. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.08.105
- Raccichini R., Amores M., Hinds G. Critical Review of the Use of Reference Electrodes in Li-Ion Batteries: A Diagnostic Perspective // Batteries. 2019. Vol. 5. Art. 12. https://doi.org/10.3390/batteries5010012
- Waluś S., Barchasz C., Bouchet R., Alloin F. Electrochemical impedance spectroscopy study of lithium–sulfur batteries: Useful technique to reveal the Li/S electrochemical mechanism // Electrochimica Acta. 2020. Vol. 359. Art. 136944. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.136944
- Гаврилюк А. Л., Осинкин Д. А., Бронин Д. И. О применении метода регуляризации Тихонова для вычисления функции распределения времен релаксации в импедансной спектроскопии // Электрохимия. 2017. Т. 53, № 6. С. 651–655.
- Wan T. H., Saccoccio M., Chen C., Ciucci F. Influence of the Discretization Methods on the Distribution of Relaxation Times Deconvolution: Implementing Radial Basis Functions with DRTtools // Electrochimica Acta. 2015. Vol. 184. P. 483–499.
- ElChemLab, DRT Analyzer : свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2022665869 Рос. Федерация / Д. В. Колосницын ; правообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук. № 2022665158 ; заяв. 15.08.2022 ; зарегистр. 23.08.2022, Бюл. 9. 1 с.
- EC-Lab Software. URL: https://www.biologic.net/softwares/ec-lab-software/ (дата обращения: 01.12.2025).
- Aurbach D., Daroux M., McDougall G., Yeager E. B. Spectroscopic studies of lithium in an ultrahigh vacuum system // J. Electroanal. Chem. 1993. Vol. 358. P. 63–76. https://doi.org/10.1016/0022-0728(93)80431-G
- Zaban A., Zinigrad E., Aurbach D. Impedance Spectroscopy of Li Electrodes. A General Simple Model of the Li-Solution Interphase in Polar Aprotic Systems // J. Phys. Chem. 1996. Vol. 100. P. 3089–3101.
- Kolosnitsyn D. V., Osipova D. A., Kuzmina E. V., Karaseva E. V., Kolosnitsyn V. S. Analysis of Impedance Spectra of a Lithium Electrode by the Distribution of Relaxation Times // Russian Journal of Electrochemistry. 2023. Vol. 59, № 7. P. 524–537. https://doi.org/10.1134/s1023193523070054
- Chen X., Li L., Liu M., Huang T., Yu A. Detection of lithium plating in lithium-ion batteries by distribution of relaxation times// J. Power Sources. 2021. Vol. 496. Art. 229867. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.229867
Поступила в редакцию:
04.12.2025
Принята к публикации:
30.01.2026
Опубликована:
31.03.2026