Фізико-хімічні процеси електрохімічної інтеркаляції Li у Zn - заміщені літій – залізні шпінелі - Автореферат

ПРИКАРПАТСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ВАСИЛЯ СТЕФАНИКА ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ ІНТЕРКАЛЯЦІЇ Li У Zn - ЗАМІЩЕНІ ЛІТІЙ - ЗАЛІЗНІ ШПІНЕЛІРобота виконана на кафедрі матеріалознавства і новітніх технологій Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника Міністерства освіти і науки України Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, доцент Гасюк Іван Михайлович, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, декан фізико-технічного факультету Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Зауличний Ярослав Васильович, Національний університет України “Київський політехнічний інститут”, завідувач кафедри металознавства і термічної обробки доктор технічних наук, старший науковий співробітник Григорчак Іван Іванович, Національний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри інженерного матеріалознавства і прикладної фізики Захист відбудеться “04” червня 2010 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д 20.051.06 у Прикарпатському національному університеті імені Василя Стефаника за адресою: 76025, м. З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника (76025, м.Технологія хімічних джерел струму, а особливо акумуляторів, в останні роки здійснила гігантський стрибок від елементарних батарей на основі водних електролітів аж до сучасних мініатюрних елементів з літієвим анодом і органічними розчинами електролітів. Цю задачу, зокрема, вдається розвязати шляхом модифікації оксидів металів літієм і реалізацією нового класу катодних матеріалів - літійованих оксидів. Найбільш вивченими до теперішнього часу є літійований оксид кобальту LICOO2 та порівняно недорогі літій-марганцеві шпінелі LIXMN2О4, основним недоліком яких є необоротна втрата ємності при циклюванні внаслідок можливості протікання побічних реакцій, а саме, розчинення катоду, що супроводжується збільшенням концентрації катіонів Mn2 в розчині електроліту, яка росте з циклюванням і залежить від природи і дисперсності електропровідної добавки - графіту - у складі активної маси позитивного електроду. Пілотажні дослідження показали достатньо високі експлуатаційні параметри елементів струму з літієвим анодом, органічним розчином електроліту та катодом на основі Li0,5Fe2,5O4. Для розвязання вказаних задач дослідження застосовувався ряд взаємодоповнюючих та взаємоконтролюючих методик, таких як технологічні прийоми синтезу та модифікації, електрохімічні дослідження, рентгенофазовий та рентгеноструктурний аналіз, мессбауерівська спектроскопія, спектроскопія електричного імпедансу, а також використано адекватні методи математичної обробки результатів експериментів, що дозволило забезпечити високу достовірність отриманих результатів. шпіндельний провідність термообробка зарядПерший розділ містить аналітичний огляд наявної наукової літератури, яка стосується принципів побудови фізико-хімічних джерел електричного струму, вибору елементів електрохімічної системи катод-електроліт-анод, описано основні контрольовані параметри роботи такої системи. Тим не менше, структура літій-марганцевої оксидної шпінелі містить значну частину іонів змінної валентності, що приводить до формування інших фаз у процесі інтеркаляції літію, а отже, і до нестабільності розрядної кривої ЛДС на основі катоду з LIMN2O4. Подібність структурної будови та попередні дослідження показали можливість побудови ЛДС з катодом на основі літій-залізної шпінелі Li0,5Fe2,5O4, а також необхідність вивчення процесів, що проходять у цій системі при літієвій електрохімічній інтеркаляції. У другому розділі описано запропоновану і реалізовану в роботі методику отримання катодного матеріалу на базі літій-залізної шпінелі та нестехіометричних цинк-заміщених літій-залізних шпінелей для катодів літієвих джерел струму та методи дослідження синтезованих зразків електрохімічних систем на їх основі. Зразки синтезувалися за температури 1200°С протягом 5 год, охолодження повільне, разом з пічкою (система 1) та гартування у воді (система 2).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ