Литиевые электрохимические системы

DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2018-18-3-133-140

DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2018-18-3-122-127

Методом импедансной спектроскопии проведено исследование начальных стадий растворения литиевого анода элементов LS-33600 (фирма SAFT) при частотах выше 35 Гц. Показано, что полученные результаты описываются в рамках механизма растворения металлов, покрытых пассивной плёнкой, включающего стадии расклинивания и пробоя плёнки.

DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2018-18-3-113-121

Рассматриваются методические подходы к диагностике состояния электрохимических объектов, включая оценку степени разряженности химических источников тока. Описаны методики экспериментов и программно-алгоритмический комплекс для сбора и обработки данных с целью выявления параметров акустической спектроскопии, наиболее тесно связанных со степенью разряженности анализируемых источников тока.

Представлен обзор катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, проведён анализ преимуществ и рассмотрены перспективы применения катодных материалов на основе литированных оксидов переходных металлов. Предложен способ улучшения электрохимических показателей и стабильности оксида марганца (IV), в основе которого лежит принцип гетеровалентного модифицирования ионами высокоотрицательных элементов – лантаноидов.

Исследовано влияние стеклогермовыводов литий-фторуглеродного элемента на стабильность и сохраняемость, а также поведение различных токовыводов изолятора. Показано, что самым стойким стеклом для литиевого вывода является бескремниевое стекло С62. Исследовано поведение токовывода фторуглеродного катода (титан, ниобий, молибден-рений) при хранении. Обнаружена высокая коррозия ниобиевого токовывода и корреляция между НРЦ элемента и интенсивностью коррозии ниобиевого токовывода.

В работе рассмотрен синтез электродного материала на основе Li₂MnSiO₄/С с использованием широко распространенных, экологически безопасных и недорогих Li-, Si- и Mn-содержащих прекурсоров.

Рассмотрены различные стратегии синтеза перспективных электродных материалов литий-ионного аккумулятора (ЛИА) на основе ортосиликата железа(II)-лития (Li₂FeSiO₄) с использованием широко распространенных, экологически безопасных и недорогих исходных веществ. Полученные материалы представляют собой многокомпонентные электроактивные композиты, включающие помимо основного литий-аккумулирующего компонента также вспомогательные структурообразующие и электропроводящие компоненты на основе продуктов пиролитического разложения органических соединений.

Рассмотрена проблема повышения информативности исследований электрохимических аккумуляторных ячеек за счёт углублённой обработки получаемых экспериментальных данных. Обоснована необходимость в разработке программного обеспечения, обладающего более широким функционалом по сравнению со стандартным программным обеспечением батарейных тестеров и позволяющим осуществлять обработку экспериментальных данных, полученных с разных типов батарейных тестеров, в едином интерфейсе.

Оценена возможность определения зарядового состояния литий-серных аккумуляторов с помощью ANFIS-модели. В качестве входных параметров модели использованы легко измеримые на практике физические величины – напряжение на аккумуляторе, скорость его изменения и количество прошедших циклов. Произведён анализ ANFIS моделей с различными параметрами (количеством и типом функций принадлежности). Показано, что ANFIS-модель позволяет оценивать зарядовое состояние литий-серного аккумулятора с точностью более 95%.

Методами гальваностатического циклирования и электрохимической импедансной спектроскопии изучены процессы деградации при циклировании электродов из титаната натрия Na₂Ti₃O₇. Скорость деградации уменьшается от цикла к циклу по мере циклирования, а также при повышении тока циклирования. Сделан вывод, что основной причиной деградации является постепенное восстановление электролита с образованием нерастворимых продуктов (SEI).