Свойства катодного материала на основе феррофосфата лития с добавками проводящего полимера для перезаряжаемых литий-ионных батарей

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).

В данной работе исследовано электрохимическое поведение и свойства катодного материала нового состава на основе феррофосфата лития с водорастворимым связующим LA-133 и проводящим полимером PEDOT:PSS (поли-3,4-этилендиокситиофен: полистиролсульфонат) в виде водной дисперсии. Использование проводящего полимера в комбинации с водорастворимым связующим LA-133 позволяет заметно сократить долю электрохимически неактивных компонентов (до 10%) и тем самым при данной массе активного материала повысить его удельную ёмкость. Величины ёмкости наиболее перспективного полученного катодного материала составили 146 мА•ч/г (ток 0.2С) и 141 мА•ч/г (ток 1С).

Авторы:

Елисеева Светлана Николаевна, Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр., 26, eliseeva17s@gmail.com

Левин Олег Владиславович, Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр., 26, nibiru@yandex.ru

Толстопятова Елена Геннадьевна, Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр., 26, elena_tolstopjat@mail.ru

Алексеева Елена Валерьевна, Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр., 26, alekseeva_ev@yahoo.com

Апраксин Ростислав Валерьевич, Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр., 26, kanmiir@mail.ru

Румянцев А. М., ОАО «Аккумуляторная компания «Ригель», 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 38, rumyantsev.amr@gmail.com

Жданов В. В., ОАО «Аккумуляторная компания «Ригель», 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 38

Кондратьев Вениамин Владимирович, Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр., 26, vkondratiev@mail.ru

Ключевые слова:

феррофосфат лития, поли-3, 4-этилендиокситиофен, литий-ионные аккумуляторы, заряд-разрядные кривые

Литература

1. Park K. S., Schougaard S. B., Goodenough J. B. Conducting-polymer / Iron-redox – couple composite cathodes for lithium secondary batteries // Adv. Mater. 2007. Vol. 19. P. 848–851. Doi:10.1002adma.200600369.
2. Huang Y. H., Park K. S., Goodenough J. B. Improving lithium batteries by tethering carbon-coated LiFePO4 to polypyrrole // J. Electrochem. Soc. 2006. Vol. 153. P. A2282–A2286. Doi:10.11491.2360769.
3. Huang Y. H., Goodenough J. B. High-rate LiFePO4 lithium rechargeable battery promoted by electrochemically active polymers // Chem. Mater. 2008. Vol. 20. P. 7237–7241. Doi:10.1021cm8012304.
4. Wang G. X., Yang L., Chen Y., Wang J. Z., Bewlay S., Liu H. K. An investigation of polypyrrole-LiFePO4 composite cathode materials for lithium-ion batteries // Electrochim. Acta. 2005. Vol. 50. P. 4649–4654. Doi:10.1016j. electacta.2005.02.026.
5. Zhan L., Song Z., Zhang J., Tang J., Zhan H., Zhou Y., Zhan C. PEDOT: Cathode active material with high specific capacity in novel electrolyte system // Electrochim. Acta. 2008. Vol. 53. P. 8319–8323. Doi:10.1016j. electacta.2008.06.053.
6. Dinh H.-C., Mho S.-I., Yeo I.-H. Electrochemical analysis of conductive polymer-coated LiFePO4 nanocrystalline cathodes with controlled morphology // Electroanalysis. 2011. Vol. 23. P. 2079–2086. Doi:10.1002elan.201100222.
7. Vadivel Murugan A., Muraliganth T., Manthiram A. Rapid microwave-solvothermal synthesis of phospho-olivine nanorods and their coating with a mixed conducting polymer for lithium ion batteries // Electrochem. Commun. 2008. Vol. 10. P. 903–906. Doi:10.1016j. elecom.2008.04.004.
8. Trinh N. D., Saulnier M., Lepage D., Schougaard S. B. Conductive polymer film supporting LiFePO4 as composite cathode for lithium ion batteries // J. Power Sources. 2013. Vol. 221. P. 284–289. Doi:10.1016j. jpowsour.2012.08.006.
9. Cintora-Juarez D., Perez-Vicente C., Ahmad S., Tirado J. L. Improving the cycling performance of LiFePO4 cathode material by poly(3,4-ethylenedioxythiopene) coating // RSC Advances. 2014. Vol. 4. P. 26108–26114. Doi:10.1039C4RA05286B.
10. Das P. R., Komsiyska L., Osters O., Wittstock G. PEDOT: PSS as a functional binder for cathodes in lithium ion batteries // J. Electrochem. Soc. 2015. Vol. 162. P. A674–A678. Doi:10.11492.0581504jes.
11. Vicente N., Haro M., Cнntora-Juбrez D., Pйrez-Vicente C., Tirado J. L., Ahmad S., Garcia-Belmonte G. LiFePO4 particle conductive composite strategies for improving cathode rate capability // Electrochim. Acta. 2015. Vol. 163. P. 323–329. Doi:10.1016j. electacta.2015.02.148.

Журнал:

2015. Т. 15, № 1,

Рубрика:

Литиевые электрохимические системы

Файл статьи:

скачать