Литиевые электрохимические системы

Показано, что обобщенное уравнение Пейкерта дает наилучший результат при расчете емкости, отдаваемой герметичными никель-кадмиевыми аккумуляторами при различных токах разряда.

Отработана намазная технология изготовления металлогидридного электрода. Собран и испытан никель-металлогидридный аккумулятор емкостью 6 А·ч (типа НМГ-6). Изучено влияние различных факторов на разрядные характеристики аккумулятора типа НМГ-6: величины тока заряда и разряда, температуры и длительности циклирования.

Показано, что анализ гальваностатических зарядно-разрядных кривых в нормированных координатах позволяет сделать предварительные выводы о механизме деградации электродов при циклировании. Если деградация обусловлена потерей активного вещества, все нормированные кривые совпадают. В случае, когда деградация связана с образованием изолирующих поверхностных плёнок, нормированные кривые смещаются по оси потенциалов. При структурных изменениях происходит качественное изменение формы гальваностатических кривых.

На основании анализа литературных и собственных экспериментальных данных сформулирован закон деградации кремниевых электродов при их циклировании. Показано, что ёмкость электрода Q на n-м цикле может быть вычислена из соотношения Q = Q₀ exp(kn+?n²/2), где Q₀ — начальная ёмкость, k и ? — эмпирические константы.

Образцы нестехиометрического состава Li_0.5 Fe_{2.5 - x} Mg_x O₄ (0 ? x ? 1) изготовлены по стандартной керамической технологии. Действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости ?', ?'' а также проводимость на переменном токе ? (?) определялись для частотного диапазона от 10 ^{- 2} до 10⁵ Гц при комнатной температуре и различных скоростях охлаждения, рассчитывался тангенс диэлектрических потерь tg ?.

Электрохимическое поведение Li в системах с полимерными электролитами (ПЭ) на основе хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ) и поливинилиденфторида (ПВДФ) исследовано методами циклической вольтамперометрии и гальваностатического циклирования. Потенциодинамические исследования показали, что на литиевом электроде в системах с полимерным электролитом реализуются высокие плотности тока до 5 мА/см². Исследовано влияние состава полимерного электролита на свойства границы Li/электролит и обратимую работу литиевого электрода.

Изучено влияние предварительной обработки углеродного материала – температурного и газового режима, массового содержания гидрофобизатора – на активность платинового катализатора, синтезированного на дисперсном углеродном носителе. Показано, что характеристики анодного процесса зависят от количества твердополимерного электролита в каталитической композиции. Оптимальное содержание ионообменного полимера при различной степени гидрофобизации углеродного носителя, используемого для синтеза платинового катализатора, неодинаково.

Изучена динамика саморазряда двух однородных групп (А и Б) дисковых литиевых ХИТ ВR2325, с катодами на основе сверхстехиометрического фторуглерода CF_1.20, выбранных из единой опытной партии 10000 штук. Причина возникновения через 3–6 месяцов хранения двух разных групп ХИТ связана с появлением в катодах источников тока группы А фтористого водорода, который образуется при автокаталитическом гидролизе C-F–связей влагой (0.1–0.5%).

Проведены сравнительные исследования природного и синтезированного дисульфида железа. Установлены физические, химические, структурные и макроструктурные характеристики порошков пирита. Методом циклической вольтамперометрии исследованы электрохимические свойства катодов на основе FeS₂ в неводном жидком (1М LiClO₄; ПК+ДМЭ) и полимерном (ХПВХ; 1М LiClO₄; ПК) электролитах.

Проанализированы основные тенденции в развитии материалов для положительного электрода литий-ионных аккумуляторов (ЛИА). Приведена статистика публикаций по химическим источникам тока в журнале «Journal of Рower Sources» за период с марта 2006 по апрель 2007 г. Показано, что из всех перезаряжаемых источников тока наиболее интенсивно исследуются ЛИА, причём максимальное количество работ посвящено усовершенствованию активного материала положительного электрода.