Электролиты для химических источников тока

DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2018-18-1-26-47

УДК 544.6.018.4

DOI:  https://doi.org/10.18500/1608-4039-2016-16-4-155-195

В обзоре рассмотрены работы по исследованию жидких органических электролитных систем для литий-ионных аккумуляторов за последние 10 лет. Обзор состоит из глав, посвященных современному состоянию и перспективам развития работ по исследованию солей лития, апротонных растворителей, а также добавок к жидким электролитам, выполняющим различные функции по улучшению работы литиевого источника тока.

DOI: 10.18500/1608-4039-2015-15-4-180-195

Предложена методика формирования систем для поиска расплавленных электролитов химических источников тока, пример исследования некоторых систем и свойств составов электролитов. Приведены испытания некоторых составов в реальных химических источниках тока.

DOI: 10.18500/1608-4039-2015-15-4-149-159

С точки зрения производительности, безопасности, надёжности и долговечности мембранно-электродный блок (МЭБ) является наиболее критическим компонентом электролизной ячейки с твёрдым полимерным электролитом (ТПЭ). Большинство потерь производительности и большинство отказов в работе, происходящих в процессе работы электролизёра воды с ТПЭ, как правило, связано с МЭБ. Целью данной статьи является представление конкретных данных о механизмах деградации МЭБ и электролизёра в целом.

Изучено влияние ионных жидкостей 1-этил-3-метилимидазолия тетрафторборат (ЕМIBF₄) и 1-бутил-3-метилимидазолия тетрафторборат (BМIBF₄) на свойства полимерного электролита на основе диакрилата полиэтиленгликоля (ДАк-ПЭГ) и соли LiBF₄. Исследования проводили методом масс-спрей спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и методом спектроскопии электрохимического импеданса в интервале температур от –40 до 120 °С.

Синтезированы и исследованы новые кадийпроводящис твердые электролиты в смешанной алюмоферритной системе K_0.90Ba_0.05Al_1-хFe_хO. Обнаружен эффект возрастания электропроводности при одновременном присутствии в образцах катионов алюминия и железа. Максимальная проводимость в системе достигает весьма высоких значений: 6·10^-2 См·см^-1 при 400°С, 2·10^-1 См·см^-1 при 700°С. Обсуждается возможная природа полученных зависимостей.

Расплавы на основе солей лития применяются в различных отраслях техники и научных исследованиях [1]. Это требует совершенствования методов поиска низкоплавких составов и данных о фазовых равновесиях в системах из трех и более компонентов. В работе предложен расчетно-чрафический способ выбора солевых составов по двум свойствам (температура и удельная энтальпия плавления) на примере исследования пяти компонентной системы Li // F, Br, VO₃, MoO₄, SO₄.

Выполнено теоретическое исследование проводимости полимерных изоляторов в нормальном и аварийном состояниях. Дано аналитическое описание влияния температуры и напряжённости электрического поля на нормальную проводимость полимера и его электрическую долговечность.

Исследованы электролиты на основе пропиленкарбоната (ПК) на фоне тетрафторбората лития для литий-фторуглеродных (Li/CF_x) источников тока, применяемых для имплантируемых электрокардиостимуляторов. Электролиты с содержанием соли 0.7–0.9 моль/литр обладают проводимостью (4.44–4.46)∙10:Х3Ъ См/см при 37°С. что вполне обеспечивает полноценную работу кардиостимулятора при малых скоростях разряда. Проведенные ускоренные испытания по сохраняемости также подтвердили стабильность данной электрохимической системы.