Литиевые электрохимические системы

Исследованы структурные характеристики и морфология поверхности электролитических осадков V₂O₅, MnO₂, Co₂O₃ и бинарных оксидных соединений V–Mn, Mn–Ni, Mn–Cr, Co–Ni и Co–Cr. Рассмотрены вероятные механизмы их образования.

Целью настоящей работы явилось изучение возможности создании герметичного никель-кадмиевого аккумулятора KGL300P на базе производственного аккумулятора KL300Р с ламельными электродами с использованием универсального принципа принудительной подачи кислорода в поры кадмиевого электрода. Показано, что полотно нетканое геотекстильное марки «Геоком Д-200» может быть использовано в качестве сепарационного материала при разработке такого аккумулятора.

Проведено сравнительное изучение электрохимических характеристик композиций водородсорбирующий сплав типа АВ₅ – никель (в качестве активирующей, электропроводной добавки) в зависимости от гранулометрического состава компонентов. Установлено, что оптимальным для облегчения активируемости и повышения разрядной ёмкости металлогидридного электрода является композиция, состоящая из порошка водородсорбирующего сплава с размерами частиц от 50 до 100 мкм и электропроводной добавки с диаметром частиц менее 0,5 мкм.

Методом импедансной спектроскопии и по скорости окисления ионов Fe(II) на предварительно окисленных электродах из исследуемых свинцовых сплавов изучены свойства контактного коррозионного слоя (ККС), образующегося на границе свинцовых сплавов с продуктами их анодного окисления и коррозии. Установлено, что более высокой электронной проводимостью обладают контактные коррозионные слои, формирующиеся на свинцово-сурьмяных сплавах. К повышению проводимости ККС, образующихся на малосурьмяных свинцовых сплавах, приводит легирование их оловом и кадмием.

Изучены практически важные параметры сепараторов из абсорбтивно-стеклянных матриц, выпускаемых различными фирмами и предназначенных для герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов: сжимаемость, электролитная ёмкость (впитываемость), скорость капиллярного подъема электролита, скорость поглощения кислорода на свинцовом электроде, скорость поглощения водорода на диоксидносвинцовом электроде.

Обобщены литературные сведения о физико-химических и электрохимических свойствах фосфата лития-железа LiFePO₄, касающиеся перспектив его применения в качестве катодного материала для литий-ионного аккумулятора, опубликованные по 2009 г. включительно.

В обзоре обсуждаются методы повышения эксплуатационных показателей катодных материалов на основе литий-марганцевой шпинели. Рассмотрены причины деградации LiMn₂O₄, описаны основные варианты решения проблемы, в том числе допирование шпинельной матрицы катионами металлов, замещение кислорода в системе Li–Mn–O другими анионами, образование защитной оболочки на поверхности частиц, создание композитов различного состава. Показана возможность работы замещённых шпинельных матриц в области 5 В.

Исследованы электрохимические свойства и ионная проводимость LiTi₂(PO₄)₃ (Пр. гр. R-3с), синтезированного с применением метода механической активации (МА). Установлено, что МА снижает температуру и уменьшает время синтеза, способствуя получению более однородных по фазовому составу продуктов. Циклируемость образцов изучена с помощью гальваностатичсской установки в электрохимической ячейке LiTi₂(PO₄)₃ (С) / LiPF₆ + ЭК + ДМК / Li.

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.

Исследовано влияние механической активации (МА) и природы исходных реагентов на синтез, структуру и электрохимические свойства LiNiO₂, LiNi_1-xAl_xO₂, LiNi_1-yСо_yO₂ и LiNi_1-y-xCo_yAl_xO₂ (y = 0.2; 0.3; х = 0.05). В качестве прекурсоров были использованы NiO, α- и β-модификации гидроксидов Ni(OH)₂ и Ni_1-y, Co_y(OH)₂; LiOH и Li₂CO₃.