Композитные катодные материалы для литий-ионных аккумуляторов

• Автор: Шатило, Янина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Актуальность работы.

Цель работы.

Научная новизна работы

Практическая значимость работы

I

Основные положения, выносимые на защиту.

Личный вклад автора в диссертационную работу

Апробация работы

Публикации.
Объем и структура работы
Глава 1. Обзор литературы.
1.1. Введение.
1.1.1. Химические источники тока
1.1.2. Литийионные аккумуляторы
1.1.3. Принцип работы литийионного аккумулятора
1.2. Катодные материалы современных литийионных
аккумуляторов
1.2.1. 1лСо и материалы на его основе.
1.2.1.1. Структура ЫСо
1.2.1.2. Методы синтеза 1дСо
1.2.1.3. Допирование 1лСо.
1.2.2.1дМп4 и материалы на его основе.
1.2.2.1. Структура 1лМп4
1.2.2.2. Методы синтеза ЫМп4
1.2.2.3. Допирование 1лМп4
1.2.3. 1л и материал ел на его основе
1.2.3.1. Структура 1лЫЮ2
1.2.3.2. Методы синтеза 1дМЮ2.
1.2.3.3. Однофазные материалы на основе ГЛЫЮг.
1.2.4. Супрамолекулярная модель в теории эвтектик.
Возможность использования многофазных систем в качестве
катодных материалов.
1.2.5. Модифицирование поверхности катодных материалов
1.2.6. Другие катодные материалы и многофазные системы
1.3. Заключение.
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Синтез катодных материалов.
2.1.1.1лМп4.
2.1.2. УСо
2.1.3. Многофазные катодные материалы 1лСоЫМп4.
2.2. Модифицирование поверхности катодных материалов
2.2.1. Мехапотермический метод нанесения покрытия
изсуспензий.
2.2.2. Получение покрытий с использованием гидролиза изопропилата алюминия.
2.3. Методы исследований
2.4. Методика ультразвуковой обработки суспензий
2.5. Приготовление активной массы и изготовление
электродов
2.6. Конструкция и сборка электрохимических ячеек
для испытаний.
Глава 3. Обсуждение результатов.
Введение
3.1. Однофазные катодные материалы для литийионных аккумуляторо в
3.1.1. Синтез и исследование кобальтата лития.
3.1.2. Синтез и исследование литиймарганцевой шпинели
3.2. Композитные катодные материалы на основе
УМп4 и 1лСо.
3.2.1. Зависимость свойств композитных материалов
от состава
3.2.2. Влияние термообработки на свойства композитных
материалов
3.3. Поверхностное модифицирование катодных материалов
для литийионных аккумуляторов
3.3.1. Покрытия на основе смеси А и бемита АЮОН.
3.3.2. Покрытия на основе А1ОН3
Выводы.
Литература


Поэтому поставленная в диссертации задача получения катодного материала на основе такого композита весьма интересна и актуальна. Сначала фаза с наименьшим потенциалом заряда разряда, затем, после ее расходования, другая фаза. Это должно приводить к ступенчатой форме кривой зарядаразряда, что теоретически отвергает идею композитного электрода, состоящего из нескольких электрохимически активных фаз. Последнее время в ряде работ была показана возможность использовать свойства так называемых неавтономных фаз особых структур, образующихся на межфазных границах в эвтектических композициях. Они представляют собой продукт самоорганизации при взаимодействии исходных фаз. Их характерные особенности наличие дефектов и набора метастабильных состояний, которые могут придать неавтономным фазам свойства псевдооднофазности. На. С другой стороны, в процессе циклирования может происходить релаксация метастабильных состояний и, следовательно, возникает задача их стабилизации. Получение и исследование композитных катодных материалов на основе двух электрохимически активных фаз кобальтата лития ГлСоОг и литиймарганцевой шпинели Ь1Мп4. Поиск оптимальных соотношений и условий получения композитов с точки зрения их функциональных свойств как катодного материала для литийионных аккумуляторов. Впервые изучено влияние термической обработки в том числе режима охлаждения на функциональные свойства композитных катодных материалов на основе ЫС0О2 и 1ЛМп4. Впервые исследовано поведение поверхностномодифицированных многофазных композитов. Разработаны методы нанесения нанопокрытий на поверхность активного материала положительного электрода С применением ультразвукового воздействия. Найден новый состав наносимого нанопокрытия на основе смеси оксидов и гидроксидов алюминия, улучшающий электрохимические свойства композитов. Показано, что переход от однофазных систем к многофазным позволяет повысить удельную емкость катодного материала по сравнению с аддитивной величиной для составляющих его компонентов при существенном снижении его стоимости и токсичности. Определен температурный интервал термической обработки композитных смесей, допустимый с точки зрения воздействия на их электрохимические характеристики, что очень важно при выборе способа получения композитов и процесса приготовления катодной массы положительного электрода. Предложенные методы нанесения нанопокрытий на композитный катодный материал существенно улучшают циклируемость композитов и позволяют расширить диапазон напряжений циклирования. Результаты исследования влияния состава композита на основе 1лСо и 1лМп4 на его физикохимические и электрохимические свойства. Результаты исследования влияния температурной обработки на физикохимические и конечные функциональные свойства композитов. Условия синтеза, исходных соединений для получения композитов литиймарганцевой шпинели и кобальтата лития с воспроизводимыми электрохимическими характеристиками. В соответствии с целями и задачами исследования автором определены оптимальные условия и проведен синтез исходных соединений для получения композитов кобальтата лития и литиймарганцевой шпинели с воспроизводимыми электрохимическими характеристиками. Исследовано влияние соотношения между компонентами композита на основе 1лМп4 и 1лСо, условий их получения режима тепловой, механической и ультразвуковой обработки и морфологии образцов на их физикохимические и электрохимические характеристики. Исследовано влияния условий нанесения и состава модифицирующего покрытия на физикохимические свойства и электрохимические характеристики композитных материалов в сравнении с аналогичными данными для исходных композитов и компонентов их составляющих. XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Россия, Москва, , Ii i i i, i, . По теме диссертации опубликованы 2 научных статьи и 8 тезисов докладов на российских и международных конференциях. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы глава I, экспериментальной части глава II, обсуждения результатов глава III, выводов и списка цитируемой литературы. Список литературы содержит 0 ссылок.