Электрохимическое поведение литий-аккумулирующих углеродных матриц, кадмия, кремния и композитов на их основе

Электрохимическое поведение литий-аккумулирующих углеродных матриц, кадмия, кремния и композитов на их основе

Автор: Куликова, Лариса Николаевна

Шифр специальности: 02.00.05

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2006

Место защиты: Саратов

Количество страниц: 210 с. ил.

Артикул: 3027199

Автор: Куликова, Лариса Николаевна

Стоимость: 250 руб.

Электрохимическое поведение литий-аккумулирующих углеродных матриц, кадмия, кремния и композитов на их основе  Электрохимическое поведение литий-аккумулирующих углеродных матриц, кадмия, кремния и композитов на их основе 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Углеродные материалы для литий ионных аккумуляторов.
1.1.1. Основные виды углеродных материалов и требования, предъяв ляемые к ним
1.1.2. Связь мкости углеродного анода с его структурными парамет рами
1.1.3. Диффузия лития в углеродные материалы
1.2. Модифицирование углерода различными элементами
1.2.1. Модифицирование графитов другими углеродными материалами
1.2.2. Мягкое окисление поверхности углеродного материала
1.2.3. Модифицирование углерода неметаллами
1.2.4. Модифицирование углеродного анода металлами
1.2.5. Поверхностное модифицирование углеродов полимерными пленками
1.3. Использование сплавов и модифицирование сплавообразующими элементами
1.4. Резюме
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Описание электрохимической ячейки и электродов
2.2. Методика изготовления рабочих электродов
2.2.1. Синтез тонких углеродных пленок
2.2.1.1. Пиролитический метод осаждения углеродных пленок
2.2.1.2. Плазменный метод осаждения углеродных пленок
2.2.2. Электроды из углеродного волокна
2.2.3. Получение тонких кадмиевых пленок
2.2.3.1. Электрохимическое осаждение кадмия
2.2.3.2. Химическое осаждение кадмия
2.2.4. Изготовление композитов кадмийуглеродная пленка
2.2.4.1. Электрохимическое осаждение кадмия на пироуглсрод
ную пленку
2.2.4.2. Плазменный метод осаждения кадмия на пироуглеродную
пленку
2.2.5. Изготовление композитов кремнийуглеродная пленка
2.2.5.1. Синтез тонких кремнийуглеродных пленок из двух источников прекурсоров
2.2.5.2. Синтез тонких кремнийуглеродных пленок из одного источника прекурсоров
2.2.5.3. Плазменный метод осаждения кремния на пироуглеродную пленку
2.2.6. Изготовление композитов кадмийуглеродное волокно
2.2.6.1. Электрохимическое осаждение кадмия на углеродное во
Ф локно
2.2.6.2. Химическое осаждение кадмия на углеродное волокно
2.2.7. Получение тонкопленочных композитов кадмиймедь
2.3. Методы исследования
2.3.1. Электрохимические методы исследования
2.3.1.1. Гальваностатическое циклирование
2.3.1.2. Вольтамперометрия при контролируемом потенциале
2.3.1.3. Импульсный метод потенциостатического включения
2.3.1.4. Импульсный метод гальваностатического включения
2.3.1.5. Кулонометрическое титрование
ф 2.3.2. Неэлектрохимические методы исследования
2.3.2.1. Фотометрический анализ
2.3.2.2. Гравиметрический анализ
2.3.2.3. Рентгенофазовый анализ
Глава 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕГРАФИТОВЫХ МАТРИЦ КОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
3.1. Гальваностатическое циклирование
3.1.1.Углеродные пленки, полученные пиролитическим методом
3.1.2. Углеродные пленки, полученные плазмохимическим методом
3.1.3. Углеродное волокно
3.2. Вольтамперометрия при контролируемом потенциале
3.2.1.Углеродные пленки, полученные пиролитическим методом
3.2.2. Углеродное волокно
3.3. Импульсный метод потенциостатического включения
3.3.1. Углеродные пленки, полученные методом пиролитического осаждения
3.3.2. Углеродное волокно
3.4. Импульсный метод гальваностатического включения
3.4.1. Углеродные пленки, полученные методом пиролитического осаждения
3.4.2. Углеродное волокно
3.5. Резюме
Глава 4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАДМИЯ КАК ДОПИРУЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА КОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
4.1. Гальваностатичсское циклирование
4.1.1. Тонкие пленки электроосажденного кадмия
4.1.2. Тонкие пленки химически осажденного кадмия
4.2. Вольтамперометрия при контролируемом потенциале
4.3. Импульсный метод потенциостатического включения
4.4. Импульсный метод гальваностатического включения
4.4.1. Электрохимически осажденные тонкие пленки кадмия
4.4.2. Химически осажденные тонкие пленки кадмия
4.5. Резюме
Глава 5. КОМПОЗИТНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ С УГЛЕГРАФИТОВЫМИ МАТРИЦАМИ
5.1. Гальваностатическое цитирование
5.1.1. Тонкопленочный кадмийуглеродный композит
5.1.1.1. Электроды, синтезированные электрохимическим осаждением кадмия на пироуглеродную пленку
5.1.1.2. Электроды, синтезированные плазменным осаждением кадмия на пироуглеродную пленку
5.1.2. Композитный электрод кадмийуглеродное волокно
5.1.2.1. Электроды, синтезированные электрохимическим осаждением кадмия на углеродное волокно
5.1.2.2. Электроды, синтезированные химическим осаждением кадмия на углеродное волокно
5.1.3. Тонкопленочный кремнийуглеродный композит
5.1.3.1. Образцы, полученные осаждением кремнийуглеродных пленок из двух источников прекурсоров
5.1.3.2. Образцы, полученные осаждением кремнийуглеродных пленок из одного источника прекурсоров
5.1.3.3. Образцы, полученные осаждением кремния в плазме СВЧразряда на пироуглеродную пленку
5.2. Вольтамперометрия при контролируемом потенциале
5.2.1. Тонкопленочный кадмийуглеродный композит
5.2.2. Композитный электрод кадмийуглеродное волокно
5.2.3. Тонкопленочный кремнийуглеродный композит
5.3. Импульсный метод потенциостатического включения
5.3.1. Тонкопленочный кадмийуглеродный композит
5.3.1.1. Пироуглеродная пленка с электрохимически осажденным кадмием
5.3.1.2. Пироуглеродная пленка с плазмохимически осажденным кадмием
5.3.2. Композитный электрод кадмийуглеродное волокно
5.3.2.1. Углеродное волокно с электрохимически осажденным кад
5.3.2.2. Углеродное волокно с химически осажденным кадмием
5.3.3. Тонкопленочный кремнийуглеродный композит
5.4. Импульсный метод гальваностатического включения
5.4.1. Тонкопленочный кадмийуглсродный композит
5.4.2. Тонкопленочный кремнийуглеродный композит
5.5. Резюме
ВЫВОДЫ
Список литературы


Сообщается, что обратимая емкость проходит через минимум при с1м3 нм , а также что аналогичный вид имеет зависимость емкости от Ьс минимум емкости в районе Ьс5 нм, возрастание емкости при ,с1 нм и с нм. Высокографитированные материалы, имеющие с в интервале 0,,8 нм и Ьс нм, обнаруживают некоторое увеличение емкости при достижении нижнего предела с1оо2 и увеличении Ьс. Часто приводят диаграммы удельная обратимая емкость по литию размер кристаллитов или удельная обратимая емкость температура термообработки, представляющие собой плавно убывающие кривые, проходящие через минимум в области средних температур или средних размеров кристаллитов, а затем вновь возрастающие , , . В ряде работ установлено, что необратимая емкость графитовых электродов при циклировании снижается, а стабильность емкостных характеристик возрастает при содержании в графите наряду с гексагональной значительной доли более ромбоэдрической фазы. Этот эффект объясняется как изменениями микроструктуры графита, сопровождающимися повышением устойчивости к расслоению, так и наличием дефектов на границах зерен двух фаз 7. В отличие от литиевого электрода, который теряет стабильность при циклировании, морфология поверхности углеродного электрода остается постоянной даже при повышенных температурах . Связь величины удельной поверхности углеродных материалов с размером частиц, с одной стороны, и с Цнеобр. В целом ряде работ показано, что уменьшение размера частиц углерода, означающее увеличение площади его удельной поверхности, при прочих равных условиях сопровождается увеличением Знеобр. КЗ. Однако, соотношения величин кулоновской эффективности и необратимой емкости при одном и том же значении удельной поверхности в разных работах значительно отличаются. Нелинейность зависимости Необр. На основании вывода о разном вкладе базисной и боковой поверхностей в необратимую емкость активность в процессе восстановления электролита отличается в 7 раз предлагается принимать во внимание не только величину боковой поверхности, но и ее тип, вводя понятия ступенчатой и плоской боковой поверхности. Установлен разный состав поверхностной пленки на базисной и боковой поверхностях на базисной она богата органическими соединениями, в то время как на боковой неорганическими. Сделан вывод о том, что помимо вклада боковой поверхности необходимо принимать во внимание и морфологию частиц. Именно различной морфологией реберной поверхности авторы работы объясняют разное поведение в процессе интеркаляции лития натуральных и искусственных графитов. В то же время, для аккумуляторов высокой мощности необходимо использовать углерод с малым несколько нанометров размером частиц, поскольку от размера частиц зависят скорости зарядноразрядного процесса, лимитируемого при чрезвычайно низком коэффициенте твердофазной диф
фузии лития в углеродном материале см с именно диффузией 7. Авторами работы Т. Л. Кулова и А. М. Скундин предложен метод полного устранения необратимой емкости отрицательного электрода литий ионного аккумулятора. Метод заключается в приведении в контакт графитового электрода и металлического лития в среде электролита в определенном соотношении. Показано, что применение комбинированного метода не приводит к снижению обратимой емкости отрицательного электрода. Авторы следующей работы показали, что разрядная емкость тесно связана с упаковкой углеродного порошка, которая контролируется посредством смешивания частиц разных размеров в различных пропорциях. На примере различных углеродных материалов углеродные волокна, хлопья натурального и синтетического графита, мезоуглсродные микрогранулы, а также смесь графитовых хлопьев с разупорядоченным углеродом в предпринята попытка выяснить связь морфологии и ориентации частиц с электрохимическим поведением анодов при обратимом литировании. Одним из ключевых факторов признано строение грани, перпендикулярной базовым плоскостям, через которую, собственно говоря, и происходит внедрение лития. Чем более растрескана грань, тем более устойчивы частицы графита к внедрению лития.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.228, запросов: 121