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

Для цитирования:

Шеина Л. В., Ионина А. М., Шакирова Н. В., Карасёва Е. В., Колосницын В. С. Физико-химические свойства растворов литиевых солей в смесях сульфолана с диметилдисульфидом // Электрохимическая энергетика. 2026. Т. 26, вып. 1. С. 39-51. DOI: 10.18500/1608-4039-2026-26-1-39-51, EDN: UDCNBN

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 4)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Водородная энергетика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.6.018.462
DOI: 
10.18500/1608-4039-2026-26-1-39-51
EDN: 
UDCNBN

Физико-химические свойства растворов литиевых солей в смесях сульфолана с диметилдисульфидом

Авторы: 
Шеина Людмила Владимировна, Институт химии - обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук
Ионина Алена Михайловна, Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Шакирова Надежда Васильевна, Институт органической химии Уфимского научного центра РАН
Карасёва Елена Владимировна, Институт органической химии Уфимского научного центра РАН
Колосницын Владимир Сергеевич, Институт органической химии Уфимского научного центра РАН
Аннотация: 

Изучены физико-химические свойства растворов литиевых солей в смесях сульфолана с диметилдисульфидом. Установлено, что введение диметидисульфида (5–10 мас. %) в сульфолановые растворы перхлората и трифторметансульфоната лития приводит к увеличению их электропроводности, снижению вязкости и уменьшению энергий активации электропроводности и вязкого течения. Уменьшение корригированной электропроводности сульфолановых растворов литиевых солей при введении диметилдисульфида указывает на снижение степени электролитической диссоциации литиевых солей. Наиболее существенное снижение корригированной электропроводности наблюдается для растворов перхлората лития. При введении диметилдисульфида улучшаются низкотемпературные свойства растворов перхлората и трифторметансульфоната лития в сульфолане – снижается температура плавления и расширяется температурный диапазон метастабильного жидкофазного состояния.

Ключевые слова: 
электролитные растворы
перхлорат лития
трифторметансульфонат лития
сульфолан
диметилдисульфид
литиевые аккумуляторы
Благодарности: 
Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 125020601630-6 «Сольватные ионные жидкости – состав, строение, физико-химические и электрохимические свойства. Применение в энергоемких накопителях энергии – литиевых и литий-ионных аккумуляторах». Часть исследований выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 21-53-46005 «Электролит как ключевой фактор, определяющий удельную энергию литийсерных аккумуляторов». Работа выполнена на оборудовании ЦКП «Химия» УфИХ УФИЦ РАН и РЦКП «Агидель» УФИЦ РАН.
Список источников: 
  1. Dong L., Zhong S., Yuan B., Ji Y., Liu J., Liu Y., Yang C., Han J.,He W. Electrolyte engineering for high-voltage lithium metal batteries // Research. 2022. Vol. 2022. Art. 2104699. https://doi.org/10.34133/2022/9837586
  2. Fan X., Wang C. High-voltage liquid electrolytes for Li batteries: Progress and perspectives // Chem. Soc. Rev. 2021. Vol. 50. P. 10486–10566. https://doi.org/10.1039/D1CS00450F
  3. Lu D., Xu G., Hu Z., Cui Z., Wang X., Li J., Huang L., Du X., Wang Y., Ma J., Lu X., Lin H.-J., Chen C.-T., Nugroho A. A., Tjeng L. H., Cui G. Deciphering the interface of a high-voltage (5 V–Class) Liion battery containing additive-assisted sulfolane-based electrolyte // Small Methods. 2019. Vol. 3. Art. 1900546. https://doi.org/10.1002/smtd.201900546
  4. Kolosnitsyn V. S., Sheina L. V., Mochalov S. E. Physicochemical and electrochemical properties of sulfolane solutions of lithium salts // Russ. J. Electrochem. 2008. Vol. 44, № 5. P. 575–578. https://doi.org/10.1134/S102319350805011X
  5. Xia J., Dahn J. R. Improving sulfolane-based electrolyte for high voltage Li-ion cells with electrolyte additives // J. of Power Sources. 2016. Vol. 324. P. 704– 711. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.06.008
  6. Tong B., Song Z., Wan H., Feng W., Armand M., Liu J., Zhang H., Zhou Z. Sulfur-containing compounds as electrolyte additives for lithium-ion batteries // InfoMat. 2021. Vol. 3. P. 1364–1392. https://doi.org/10.1002/inf2.12235
  7. Leggesse E. G., Jiang J.-C. Theoretical study of the reductive decomposition of ethylene sulfite: A filmforming electrolyte additive in lithium ion batteries // J. Phys. Chem. A. 2012. Vol. 116, № 45. P. 11025– 11033. https://doi.org/10.1021/jp3081996
  8. Zhang B., Metzger M., Solchenbach S., Payne M., Meini S., Gasteiger H. A., Garsuch A., Lucht B. L. Role of 1.3-propane sultone and vinylene carbonate in solid electrolyte interface formation and gas generation // J. Phys. Chem. С. 2015. Vol. 119. P. 11337−11348. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b00072
  9. Su C.-C., He M., Dato M. A., Liu Z., Hafiz H., Lopez J., Amine K. Constructing synthetic organosulfur additive for high voltage lithium-ion batteries // Nano Energy. 2025. Vol. 137. Art. 110807. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110807
  10. Zuo X., Zhao M., Ma X., Xiao X., Liu J., Nan J. Effect of diphenyl disulfide as an additive on the electrochemical performance of Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2/ graphite batteries at elevated temperature // Electrochim. Acta. 2017. Vol. 245, № 10. P. 705–714. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.05.155
  11. Mikhaylik Y. V., Akridge J. R. Polysulfide shuttle study in the Li/S battery system // J. Electrochem. Soc. 2004. Vol. 151, № 11. P. A1969–A1976. https://doi.org/10.1149/1.1806394
  12. Chen S., Dai F., Gordin M. L., Yu Z., Gao Y., Song J., Wang D. Functional organosulfide electrolyte promotes an alternate reaction pathway to achieve high performance in lithium–sulfur batteries // Angew. Chem. Int. Ed. 2016. Vol. 55. P. 4231–4235. https://doi.org/10.1002/anie.201511830
  13. Chen S., Gao Y., Yu Z., Gordin M. L., Song J., Wang D. High capacity of lithium-sulfur batteries at low electrolyte/sulfur ratio enabled by an organosulfide containing electrolyte // Nano Energy. 2017. Vol. 31. P. 418–423. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.11.057
  14. Sheina L. V., Karaseva E. V., Lobov A. N., Kolosnitsyn V. S. Physicochemical and electrochemical properties of lithium trifluoromethanesulfonate solutions in sulfolane mixtures of 1.3-dioxolane // Russ. J. Phys. Chem. A. 2025. Vol. 99, № 2. P. 308–317. https://doi.org/10.1134/S0036024424703345
  15. Диметилдисульфид // ХиМиК. Сайт о химии и химический форум. URL: https://xumuk.ru/encyklopedia/1344.html
  16. Dimethyl disulfide // Sigma-Aldrich : [сайт]. URL: https://www.sigmaaldrich.com/RU/en/product/aldrich/471569
  17. Карапетян Ю. А., Эйчис В. Н. Физико-химические свойства электролитных неводных растворов. М. : Химия, 1989. 256 c.
  18. Jow T. R., Xu K., Borodin О., Ue М. Electrolytes for Lithium and Lithium-Ion Batteries. Modern aspects of Electrochemistry. New York, USA : Springer Science + Business Media, 2014. 476 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-0302-3
  19. Tilstam U. Sulfolane: A Versatile Dipolar Aprotic Solvent // Org. Process Res. Dev. 2012. Vol. 16. P. 1273–1278. https://doi.org/10.1021/op300108w
  20. Karaseva E. V., Kuzmina E. V., Li B.-Q., Zhang Q., Kolosnitsyn V. S. Effect of the anionic composition of sulfolane based electrolytes on the performances of lithium-sulfur batteries // J. of Energy Chemistry. 2024. Vol. 95. P. 231–240. https://doi.org/10.101 6/j.jechem.2024.02.052

 

Поступила в редакцию: 
26.12.2025
Принята к публикации: 
30.01.2026
Опубликована: 
31.03.2026