lithium-ion batteries

Изучено внедрение лития в электроды на основе аморфного бора. Установлено, что обратимая емкость при внедрении лития составляет около 750 мА⋅ч/г. Наиболее эффективными с точки зрения удельной емкости являются электроды, содержащие графен в качестве электропроводящей добавки.

Во второй части обзора обсуждаются перспективы использования альтернативных полимерных связующих для композиционных электродов литиевых электрохимических систем. Среди возможных вариантов рассмотрены наиболее популярные коммерчески доступные синтетические полимеры с функциональными группами (преимущественно образующие водные растворы или дисперсии) и водорастворимые полимеры природного происхождения. Отличительной чертой таких материалов является их многофункциональность.

Обсуждается современное состояние технологий и разработок в области полимерных связующих для композиционных электродов литиевых электрохимических систем. Рассмотрен широкий круг используемых для этой цели синтетических и природных полимеров; особое внимание уделено коммерчески доступным материалам, образующим водные растворы или дисперсии. Продемонстрированы преимущества многофункциональных полимерных связующих.

Представлен обзор катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, проведён анализ преимуществ и рассмотрены перспективы применения катодных материалов на основе литированных оксидов переходных металлов. Предложен способ улучшения электрохимических показателей и стабильности оксида марганца (IV), в основе которого лежит принцип гетеровалентного модифицирования ионами высокоотрицательных элементов – лантаноидов. Отмечена эффективность использования фуллерена, фторида лития, галогенпроизводных фуллеренов в качестве модифицирующей добавки в катодные материалы на основе MnO₂.

DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2017-17-2-61-88

Приводится анализ основных публикаций за последние 15 лет, посвящённых особенностям функционирования литий-ионных аккумуляторов при низких температурах. Рассмотрены общие подходы к проблеме, роль основных составляющих поляризации при низких температурах, особенности работы отрицательных и положительных электродов при низких температурах, а также особенности низкотемпературных электролитов.

DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2017-17-1-19-28

На основании анализа литературных и собственных экспериментальных данных сформулирован закон деградации кремниевых электродов при их циклировании. Показано, что ёмкость электрода Q на n-м цикле может быть вычислена из соотношения Q = Q₀ exp(kn+βn²/2), где Q₀ — начальная ёмкость, k и β — эмпирические константы.

Проведены циклические испытания литий-ионных аккумуляторов в широком интервале температур и токов разряда. Обнаружено, что существует некоторая пороговая разрядная нагрузка, при превышении которой разрядная ёмкость резко падает.

Исследованы разрядные характеристики образцов нанотитаната лития, синтезированных твердофазным методом из диоксида титана анатазной модификации и разных соединений лития. Получены количественные данные об изменении формы разрядных кривых при увеличении тока разряда. Качественно характер изменения формы разрядной кривой объяснён с позиций модели гетерогенного зерна нанотитаната лития. Установлено, что зависимость разрядной ёмкости от плотности тока не описывается общим уравнением Пейкерта, а распадается на два участка.