English
РусскийОсобенности кинетических закономерностей катодного синтеза системы Cu–Pb–Bi–Са, предназначенной для использования в качестве анода металл-ионного аккумулятора
УДК 541.135
DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2016-16-2-47-61
Методом катодного внедрения получены матричные электроды на основе меди и свинца: CuBi, PbBi, CuPbBi, CuCa, PbCa, CuBiCa, PbBiCa, CuPbBiCa, рентгенофазовым анализом и измерением потенциала в разомкнутой цепи идентифицирован их состав. Лазерным эмиссионным микроспектральным анализом определена глубина проникновения (% ед. мас.) катионов висмута, свинца и кальция в структуру исследуемых электродов.
Установлено влияние величины потенциала, концентрации электролита на кинетику и фазообразование при электрохимическом внедрении кальция в медь, свинец и катодно-синтезированные сплавы на их основе. Обнаружено увеличение скорости формирования твёрдых растворов α-CaСu, α-CaPb в ряду растворителей ДМФ≫ПК>ДМСО, обусловленное особенностями структуры и физико-химических свойств растворителей, различием во взаимодействии с компонентами раствора и материалами электродов.
Предложено экспериментальное доказательство зависимости активирующего эффекта третьего компонента (легирующие металлы Pb, Bi) от его природы, проявляющейся в повышении кинетических характеристик, увеличении эффективности и длительности циклирования, а также количества отдаваемой электродами ёмкости. Установлено, что наблюдаемый эффект обусловлен влиянием размера атомов легирующих металлов и типом возникающих дефектов на изменение свойств и структуры исходной матрицы меди и свинца и посредством этого на кинетику и механизм внедрения кальция в исследуемые сплавы.
1. Болотовский В. И., Вайсгант З. И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. 208 с.
2. Кабанов Б. Н., Астахов И. И., Киселева И. Г. Внедрение – новое направление в изучении кинетики электрохимического выделения и растворения металлов // Кинетика сложных электрохимических реакций. М.: Наука, 1981. С. 200–239.
3. Ольшанская Л. Н. Положительные электроды для литиевых аккумуляторов: проблемы, направления выбора // Электрохим. энергетика. 2002. Т. 2, № 2. С. 66–78.
4. Лысенко О. Г., Попова С. С., Щербинина О. Н. Электрохимическое поведение свинца, модифицированного лантаном, в апротонных органических растворах хлорида кальция // Коррозия: материалы, защита. 2010. № 5. С. 41–43.
5. Озерянская В. В., Гутерман В. Е., Григорьев В. П. Исследования фазовых превращений лития при интеркаляции и деинтеркаляции его на электродах из интерметаллических соединений алюминия // Электрохимия. 1999. Т. 35, № 2. С. 275–277.
6. Шлугер М. А., Ток Л. Д. Гальванические покрытия в машиностроении: справочник: в 2 т. / под ред. М. А. Шлугера, Л. Д. Тока. М.: Машиностроение. 1985. Т. 2. 248 с.
7. Феттер К. Электрохимическая кинетика. М.: Химия, 1967. 856 с.
8. Гутерман В. Е., Григорьев В. П., Аверина Ю. В., Баженова Н. А. Особенности электрохимического фазообразования в алюминиевом электроде в неводных средах // III совещание стран СНГ по ЛИТ: тез. докл. Екатеринбург: УРО РАН, 1994. С. 36.
9. Соловьева Н. Д., Целуйкин В. Н., Попова С. С. Взаимосвязь кинетики электрокристаллизации осадков сплава железо – никель со структурными превращениями в растворе // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2000. Т. 43, № 5. С. 20–23.
10. Справочник по электрохимии / под ред. А. М. Сухотина. Л.: Химия, 1981. 488 с.
