Литиевые и постлитиевые электрохимические системы

Исследованы возможности метода микрокалориметрии для неразрушающего контроля качества химических источников тока. Разработана методика микрокалориметрических измерений. Исследовано тепловыделение литий-тионилхлоридных источников тока, предложена методика ускоренной проверки сохраняемости ХИТ.

Методом денсиметрии и кондуктометрии проведено изучение физико-химических свойств тройных систем LiX - диэтилкарбонат (ДЭК) - пропиленкарбонат (ПК) в интервале 10–50°С при концентрации солей 0.1–2.25 моль/л (где X - ClO₄, BF₆, PF₆; состав растворителя 25:75, 50:50, 75:25 мас.% соответственно). В двойной системе ДЭК - ПК установлено образование межмолекулярного ассоциата состава 1:1. Плотность электролитных растворов линейно меняется как с увеличением концентрации соли, так и с повышением температуры.

Представлены результаты оптимизации условий выполнения формировочного процесса при изготовлении герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов, обеспечивающие снижение концентрации карбонатов в электролите аккумулятора в 8–10 раз, что позволяет значительно расширить диапазон рабочих температур аккумулятора в сторону отрицательных значений.

Тест-система для PEMFC стэков создана в отделе промышленной технологии университета Кассино (Италия), проведены экспериментальные тесты. Мощность имеющегося стэка составляла 1.1 кВ, но тест-система после небольшой модернизации способна тестировать стэки мощностью до 30 кВ. На первой стадии экспериментов характеризовалось статическое поведение стэка: напряжение и эффективность как функции плотнрсти тока. В настоящей работе обсуждается вторая стадия экспериментов, в которой исследовалось динамическое поведение стэка при быстром изменении нагрузки.

В аналитическом обзоре, подготовленном по проекту Российского фонда фундаментальных исследований, рассмотрена проблематика и актуальные задачи исследований в области электрохимии литиевых систем, состояние и тенденции развития мировой и российской науки, тематика проектов, выполняемых при поддержке РФФИ. Приведены наиболее важные результаты, полученные в этой области за последние годы, охарактеризована степень воздействия поддержанных проектов РФФИ на развитие данного научного направления в России.

Рассмотрено современное состояние исследований в области использования ксерогелей оксида ванадия (V) в качестве катодных материалов химических источников тока.

Рассмотрены проблемы обеспечения надежного бесперебойного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, использующей основным питанием силовую сеть. В качестве резервного питания предложена батарея герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов, имеющих длительный срок службы. Разработана схема зарядного устройства, обеспечивающего постоянную готовность батареи к работе. Изготовлены и испытаны макеты устройства.

Методом твердофазного отжига получены соединения состава Li_yNi_xCo_1-xO₂. Оптимизированы условия синтеза (исходные компоненты, температура и время отжига), которые позволяют синтезировать фазы с y > 0.97, что является необходимым условием использования рассматриваемых материалов в качестве положительных электродов литий-ионных аккумуляторов. Изучены зарядно-разрядные характеристики электродов, изготовленных на основе соединений Li_yNi_xCo_1-xO₂.

Изучены процессы термодеструкции ацетатов пития, кобальта и их смесей. Методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа установлено, что на начальной стадии нагрева смесей ацетатов лития и кобальта происходит образование двойных солей и лишь затем осуществляется их термодеструкция. Комплексонометрическим и йодометрическим титрованием изучено изменение окислительно-восстановительного состояния кобальта в процессе термодеструкции и установлено, что с ростом температуры синтеза степень окисления кобальта уменьшается.

С помощью методов хронопотенциометрии, вольтамперометрии и потенциостатического включения определены электрохимические характеристики процесса интеркаляции лития в углеродное волокно на основе полиакрилонитрила: удельная электроемкость, кинетические токи, коэффициенты диффузии лития по волокну, токи саморазряда. Исследования выполнены при 298 К в 1 М растворах LiCIO₄, в смешанных органических растворителях пропиленкарбонат + диметоксиэтан (7:3) и пропиленкарбонат + диэтилкарбонат (3:1).