Кислотные аккумуляторы

Представлена универсальная комбинированная модель аккумуляторной батареи, построенная на основе модифицированного уравнения Шеферда и кинетической модели. Модель обеспечивает адекватное отображение основных характеристик аккумуляторной батареи в эксплуатационных режимах с учетом физических ограничений на доступную мощность.

Проведен краткий анализ современного состояния развития литий-ионных аккумуляторов в мире и в России. Сделан вывод, что масштаб производства литий-ионных аккумуляторов в России составляет сотые доли процента от мирового производства. Прогнозируется, что к 2030 году доля российских литий-ионных аккумуляторов может возрасти до 0.2% от мирового уровня.

Исследованы электрохимические характеристики отрицательных электродов свинцово-кислотного аккумулятора с добавками углеродных нанотрубок и графена. Показано, что наиболее высокие значения емкостных характеристик электродов были получены при введении в отрицательную активную массу добавки углеродных нанотрубок. Методом импедансной спектроскопии исследованы процессы, происходящие на отрицательном электроде. Путем моделирования получена эквивалентная электрическая схема, адекватно аппроксимирующая полученные частотные зависимости.

Исследовалось влияние ультразвукового поля на электроосаждение диоксида свинца из нитратного электролита. Установлено, что под действием ультразвукового поля возрастает адсорбция электроактивных частиц, ускоряется образование OH-радикалов, соответственно, растёт число зародышей на поверхности электрода. Формируются мелкокристаллические осадки диоксида свинца, что способствует получению высокого выхода по току диоксида свинца, увеличению коэффициента использования активной массы электрода, повышению разрядной ёмкости макета резервного источника тока.

Рассмотрены некоторые вопросы карбонизации и декарбонизации щелочного электролита в матричном топливном элементе (ТЭ). Показано, что существует равновесный предельный уровень карбонизации, зависящий от содержания CO₂ в поступающих в топливный элемент газах и от электрической нагрузки ТЭ. Декарбонизация электролита происходит при повышении тока нагрузки на ТЭ, при этом CO₂ выделяется со стороны водородного электрода. Предложены возможные механизмы карбонизации и декарбонизации электролита.

Разработан алгоритм поиска составов с заданными свойствами (температура плавления, энтальпия плавления, электропроводность и т. д.) на основе древ фаз многокомпонентных систем. Апробация алгоритма проведена на четырёхкомпонентной взаимной системе Li,K||F,Br,WO₄. Экспериментально исследованы: тройная система LiF–LiBr–Li₂WO₄, тройная взаимная система Li,K||Br,WO₄, стабильный секущий треугольник LiF–Li₂WO₄–KBr и стабильный тетраэдр LiF–LiBr–Li₂WO₄–KBr.

Методом циклической вольтамперометрии в щелочном растворе исследованы электрохимические и электрокаталитические свойства галогеносодержащих кобальтовых комплексов тетрафенилпорфирина. Установлены редокс-потенциалы, связанные с превращением центрального иона металла и органического лиганда. Дана оценка электрокаталитической активности в реакции электровосстановления молекулярного кислорода.

Методами рентгенофазового анализа, температурной (350–750°C) зависимости электропроводности, циклических ресурсных испытаний при температуре 700°C исследованы фазовый состав, электропроводность, стабильность характеристик ряда образцов системы ZrO₂–Sc₂O₃ (4.5–6.0 мол.%) и с добавкой к ним 1 мол.% СеO₂, изготовленных обычным керамическим методом при температуре спекания 1800°C (в вакууме) с последующим отжигом при 1150°C (на воздухе).

Исследованы транспортные свойства литийпроводящего композиционного полимерного электролита на основе сополимера поливинилиденфторида – гексафторпропилена и твердого электролита Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃ в температурном интервале 20–150°C при варьировании объемной доли твердого электролита от 20 до 80 об.%. Обнаружено, что при возрастании доли полимера в композиционном электролите энергия активации проводимости увеличивается.