циклирование

Изучено влияние полисульфидов лития на некоторые закономерности циклического катодного осаждения — анодного растворения металлического лития на инертном электроде из нержавеющей стали и металлическом литиевом электроде в сульфолане. Показано, что введение полисульфидов лития в сульфолановые растворы приводит к существенному увеличению длительности (в 2 и более раза) и эффективности циклирования металлического литиевого электрода и лития на электроде из нержавеющей стали, а также к снижению скорости коррозии катодных осадков лития.

Сформулировано соотношение между кулоновской эффективностью циклирования и изменением остаточной емкости электродов и аккумуляторов в условиях, когда не протекают параллельные необратимые реакции. Показано, что это соотношение позволяет делать некоторые выводы о природе процессов деградации при циклировании.

Изучено влияние размеров электродов, конструкции ячеек, силы сжатия электродных модулей на импеданс и разрядные характеристики литий-серных ячеек. Показано, что лабораторные дисковые (Swagelok Cell) и пакетные (Pouch Cell) ячейки с идентичными электродами обладают различными электрохимическими характеристиками – сопротивлением переноса заряда, разрядной ёмкостью и длительностью циклирования. Установлено, что разрядная ёмкость на 1-м цикле у дисковых ячеек и пакетных ячеек различается примерно на 20%.

Изучено влияние содержания серы в положительных электродах (поверхностной ёмкости серных электродов) на характеристики литий-серных ячеек с электролитами на основе сульфолана – глубину электрохимического восстановления серы, изменение ёмкости и кулоновской эффективности в процессе циклирования. Показано, что причиной снижения ёмкости литий-серных ячеек на начальном этапе циклирования является вытеснение серы из тыльных областей пористого положительного электрода на лицевые (фронтальные).

В работе представлены результаты исследования электрохимических характеристик катодного материала Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, полученного в реакциях горения. Первоначально получали порошок оксида [CoMnNi]Ox сжиганием раствора нитратов кобальта, никеля и марганца с глицином или с глицином и лимонной кислотой. Синтез Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 вели отжигом порошка смешанного оксида, пропитанного нитратом лития, при 920–970°C. Образцы катодного материала продемонстрировали удельную ёмкость 141–149 мА•ч/г для C/10 и 131–137 мА•ч/г для C/2.

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).