Кислотные аккумуляторы

Разработана тепловая модель энергоустановки на твёрдооксидных топливных элементах (ТОТЭ), работающей на метане, включающая три тепловыделяющих зоны: батарея трубчатых элементов, реактор парциального окисления (РПО) и дожигатель. Показано, что распределение температуры вдоль батареи зависит от трёх факторов: расхода метана, отношения объёмных расходов метана и воздуха в потоке, подаваемом в РПО, и тока батареи.

Методом механохимической активации с карботермическим восстановлением был синтезирован ряд твёрдых фаз — смешанных фосфатов лития—железа—марганца с общей формулой LiMnyFe1−yPO4 (0 ≤ y ≤ 1) с углеродным покрытием поверхности частиц. Синтезированные смешанные фосфаты были исследованы в качестве перспективных катодных материалов для литийионного аккумулятора. Показан положительный эффект замещения относительно небольшой доли железа на марганец, что улучшает электрохимические показатели в режиме токовых нагрузок до 10C.

Изучено влияние взвеси частиц положительной активной массы в электролите (шлама) на работу отрицательного электрода свинцового аккумулятора. Показано значительное увеличение скорости коррозии свинцового электрода при контакте частиц шлама с его поверхностью, что может приводить к появлению макродефектов на ушках отрицательных электродов. 

В данной работе разработан и исследован высокотемпературный топливный элемент с твёрдополимерным электролитом с применением в качестве протонообменной мембраны плёнки полибензимидазола (ПБИ), допированной фосфорной кислотой. Изучено влияние температуры (в диапазоне от 130 до 170 °C), давления (в диапазоне от 1 до 3 атм) и расхода воздуха на рабочие характеристики топливного элемента. Максимальная плотность мощности составила 200 мВт/см2 .

Исследованы свойства солнечных ячеек с квазитвёрдыми электролитами на основе полиэтиленгликоля (ПЭГ) с добавкой ионной жидкости. Сделаны попытки повышения проводимости электролита введением жидкого литиевого электролита. 

В работе изучена возможность определения внутреннего сопротивления аккумуляторов импульсным методом с последующим Фурье-преобразованием переходной характеристики. Предложенным методом исследовано изменение внутреннего сопротивления литий-серных ячеек (ЛСЯ) в зависимости от степени заряда и разряда и при длительном зарядно-разрядном циклировании. Показано, что внутреннее сопротивление ЛСЯ максимально в точке, соответствующей переходу между высоковольтной и низковольтной площадками как на зарядных, так и на разрядных кривых.

Исследована структура и получены разрядные и зарядные характеристики тонкоплёночных электродов, полученных послойным магнетронным напылением кремния и алюминия в атмосфере с небольшими добавками кислорода. Показано, что такие электроды устойчиво циклируются с незначительной необратимой ёмкостью. 

Синтезирован новый композиционный материал на основе полититаната калия и ионного проводника иодида серебра с экстремально высокой диэлектрической проницаемостью. Исследованы импедансные и диэлектрические характеристики полученного материала.

Показано, что нелинейная структурная модель аккумулятора может быть использована для описания процессов релаксации напряжения после заряда аккумуляторов. Полученное решение справедливо для щелочных, кислотных и литий-ионных аккумуляторов. Сравнение решения с экспериментальными данными для никель-кадмиевых аккумуляторов показало, что относительная ошибка не превышает 3%. 

В работе изучена возможность использования органических эфиров фосфорной кислоты в качестве растворителя для электролитов литий-ионных систем и суперконденсаторов. Макеты суперконденсаторов на основе активированных углей Norit Supra и исследуемого электролита показали электрохимические характеристики, сравнимые со стандартными электролитами, например на основе пропиленкарбоната. Макеты литий-ионных аккумуляторов (система Li4Ti5O12–LiNiO2) тоже показали хорошую работоспособность.