Электрохимические конденсаторы

Поли(5-винил-2-метилпиридин), осерненный элементной серой при 140–320°С (содержание серы до 45%), обладает электропроводностью (6.4·10^-11-1.6·10^-7 См/см), парамагнетизмом (6.2·10¹⁸—5.0·10¹⁹ сп/г, g = 2.0043–2.0046, АН = 0.49–0.58 мТл), окислительно-восстановительными и комплексообразующими свойствами.

Разработана автоматизированная модульная установка циклирования в гальваиостатическом режиме, имеющая широкий диапазон устанавливаемых токов заряда/разряда и измеряемых сигналов электрохимических ячеек. Создано программное обеспечение, позволяющее управлять процессом циклирования и обеспечивающее интуитивно понятный интерфейс.

Методами регрессионного анализа изучены корреляционные зависимости между отдаваемой емкостью (C), током короткого замыкания (ТКЗ, I), напряжением разомкнутой цепи (U, НРЦ), внутренним сопротивлением (R_вн) и массой (m) в представительных выборках дисковых литиевых ХИТ BR2325 и CR2325 с различными сроками хранения. Установлен факт наличия одно-, двух- и трехфакторных регрессионных зависимостей между указанными параметрами для полиномов степени n (n = 1–4) во всех выборках.

Показано, что соотношения Романова и Шеферда–Дасояна эквивалентны при описании разрядных кривых щелочных аккумуляторов в интервале напряжений разряда от начала до 1 В и любых используемых для конкретного аккумулятора токов разряда. Однако при низких напряжениях разряда соотношение Шеферда–Дасояна правильно описывает ход разрядной кривой, в то время как соотношение Романова дает неверные результаты.

В настоящей работе исследована диффузия лития в LiAl- и MnO₂-электродах, модифицированных лантаном. С этой целью Al и MnO₂ подвергались обработке по методу катодного внедрения в апротонном органическом растворе сульфанилата лантана. Последующее циклирование электродов в растворе перхлората лития осуществлялось в потенциодинамических условиях.

При помощи математических методов описания макрокинетических процессов в объеме пористых электродов проведено исследование влияния структурных и кинетических характеристик входящих в их состав материалов на процесс токообразования. Неравномерность распределения токообразования, а также уровень поляризационных потерь существенно определяются соотношением электропроводностей твердофазных компонент и электролита. Проведены эксперименты по оценке эффективности работы электродов никель-металлгидридной системы.

В работе рассмотрена связь между пористой структурой, электронными свойствами нанопористого углерода и емкостью границы раздела его с электролитом. Определены предельные размеры пор, в которых преобладают процессы емкостного и псевдоемкостного накопления заряда. Теоретический анализ процессов, которые происходят на границе нанопористого углерода с электролитом, дал возможность определить интеркаляционную природу псевдоемкости и найти критерии ее проявления в виде формирования непрерывного ряда валентностабильных интеркалатных фаз.

Исследован уровень безопасности промышленных образцов малогабаритных литий-ионных аккумуляторов с положительным электродом из кобальтата лития (LiCoO₂) в условиях перезаряда. Рассмотрены условия и вероятный механизм автокаталитического возрастания температуры и повышения давления внутри литий-ионного аккумулятора.

Рассмотрено прикладное использование суперионных проводников в твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ). Перспективным направлением является распределенная энергетика. Электрохимические генераторы тока приходят к непосредственному потребителю электроэнергии, который эксплуатирует их в соответствии с собственным графиком потребления электроэнергии, что приводит к разумному энергосбережению и к экономному использованию топлива. ТОТЭ имеют высокий КПД прямого преобразования химической энергии топлива в электричество.

Гидрометаллургическая переработка железо-кадмиевых масс, извлеченных из отрицательных электродов отработанных щелочных аккумуляторов, прошла апробацию в опытно-промышленном масштабе на Ленинск-Кузнецком заводе «Кузбассэлемент» (ЗАО «Кузбассэлемент»). Предлагаемая технология позволяет возвратить в производство щелочных аккумуляторов основные компоненты катодных масс – гидрооксид (оксид) кадмия и оксид железа.