Электрохимическое внедрение и анодное растворение лития на электродах из интеркалированных углеграфитовых материалов

• Автор: Поминова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 215 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР .

Соединения внедрения графита с металлами .

Структура, физикохимические свойства углеродных материалов и электронные переходы при формировании

соединений внедрения .

Роль дефектов при образовании соединений внедрения Особенности структуры и свойств СВГ со щелочными
металлами.

Кинетика и механизм химического интеркалирования

графита щелочными металлами.

Механизм интеркаляции при электрохимическом способе

обработки графита и углеграфитовых материалов

Цитируемо сть электродов из литированных углеграфитовых материалов
Равновесный потенциал
Литийионные аккумуляторы как одно из направлений применения лиийсодержащих СВГ .
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Объекты исследования .
Методика приготовления рабочих электродов .
Методика приготовления растворов .
Методы исследования .
Электрохимические методы
Физикохимические методы исследования поверхности электродов
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СОСТАВА РАСТВОРА НА КИНЕТИКУ КАТОДНОГО
ВНЕДРЕНИЯ ЛИТИЯ В ГРАШТ .
3.1. Влияние природы растворителя.
3.2. Влияние природы аниона
3.3. Влияние потенциалаДб
3.4. Влияние температуры на процесс интеркаляции лития
в карбонязованную ткань Д
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ УГЛЕГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА КИНЕТИКУ ПРОЦЕССА ИНТЕРКАЛЯЦИИ ЛИТИЯ.Д
ГЛАВА 5. КИНЕТИКА АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ ЛИТИЯ
ИЗ 1ХС6 ЭЛЕКТРОДОВ Д
5.1. Влияние природы материала подложкиД
5.2. Влияние температуры.Д
ГЛАВА 6. ЦЩЛИРУЕМОСТЬ ЭЛЕКТРОДОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИД
6.1. Циклирование в потенциодинамическом режиме Д
6.2. Циклирование КТ электрода в гальваностати
ческом режиме Д
6.3. Влияние температуры на циклируемость электродов
6.4. Влияние температуры на разряд ИХС электрода в условиях работы макета источника тока системы ИхС61гС4ПК даюс8сг .
6.5. Технологические рекомендации по изготовлению 1ахС6КТ электродов и использованию в макете литийионного аккумулятора.1
ВЫВОДЫ .
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Стеклоуглерод химически стоек е расплавленных щелочных средах, солях и кислотах 6. Данный материал способен интеркалировать литий вплоть до концентраций, соответствующих Сб и позволяет решить ряд проблем, связанных со стабильностью отрицательного электрода . Основным элементом структуры фуллере нов рис. Теоретически рассчитанный радиус молекулы Сб0 равен 0, нм. Однако по данным рентгеноструктурного анализа 5, он составляет 0,7 нм. Существуют две плотно упакованные структуры гранецентрированная кубическая ЩС и гексагональная решетки. ГЦКрешетку. Поскольку атомная молекула имеет диаметр 0, нм, то каждая сторона куба равна 1, нм, а расстояние между ближайшими соседями составляет около 1 нм. При температуре ниже 9 К фуллерит испытывает фазовое превращение 1 рода, при этом ЩКрешетка перестраивается в простую кубическую. Рис. Структура молекул и Суд
Кристалл фуллерита имеет плотность 1,7 гсм3. Фуллерит не отличается высокой химической активностью, легко растворяется в неполярных растворителях. Добавление атомов калия в пленки Сдд приводит к тому, что они становятся сверхпроводящими, т. В настоящее время установлено, что фуллерены могут являться основой для создания различных фуллеренидов ,. Фуллерениды калия, рубидия и цезия состава МдСд обладают металлическим характером проводимости и сверхпроводимостью при низких температурах. Отклонение от состава МдСдд как в сторону меньшего, так и в сторону большего содержания металла, приводит к снижению проводимости. Это означает, что соединения МдС х 13 . На основании спектров ЭПР натриевых и калиевых фуллеренидов сделан вывод о том, что Сдд образуется в значительно меньших количествах, чем Сдд. КдСдд . В настоящее время известно, что соединения фуллерена Сдд с натрием и литием по своим структурным и физическим свойствам достаточно сильно отличаются от остальных фуллеридов щелочных металлов. В частности, в отличие от фуялерида калия, рубидия и цезия, фазы аналогичного состава АаСдд и ид 1 х 6 не являются сверхпроводниками. Благодаря своим размерам, ортоэдрические пустоты в решетке фуллерена могут вмещать достаточно большие кластеры натрия и лития. Были получены соединения ла 8Сдд, Ибд электрохимический синтез, дСдд и 1 интез ПД высоким давлением . Было исследовано жидкофазное внедрение лития при атмосферном давлении табл. Окончание реакции фиксировали по выходу кривой тепловыделения на базовую линию рис. Таблица 1. Количество сип, Исходный составвремя Состав конечмоль. ДН с 3 до дДжмоль лития. Тогда как на кривой 2 рис. Л Н данного процесса для образца дСд0 равна кДж появляются два экзотермических пика. Термоанализ образцов после проведения синтеза показал отсутствие фазового перехода, характерного для свободного фуллерена. Рис. Сео ,3 участок СиЬ на кривых соответствует эвдоэффекту плавления лития взаимодействие лития с фуллереком. Твердофазный синтез фуллеридов лития осуществляли в аппарате высокого давления типа цилиндр поршень в интервале давлений от атмосферного до 2,3 ГПа и при комнатной температуре. При регистрации фазового перехода в Сдд методом ДСК, если фуллерит предварительно подвергался исследованию при высоких давлениях, фиксировали два максимума при 5 К и Т2 0,5 К. Температура начала фазового перехода Тф п в данном случае не отличалась от Тф п исходного фуллерита рис. По результатам исследований объемным методом установлено, что в диапазоне давлений до 2,3 Ша происходит внедрение лития только до мольного состава ИЛд , тогда как при выдерживании образцов при Т 6,5 К количество внедренных а1 омов лития, приходящихся на одну молекулу Сбд, может достигать . В качестве электродных материалов широкое применение находят углеродные материалы с высокоразвитой поверхностью активированный уголь , активированные углеграфитовые волокна. Однако существует антибатная зависимость между величинами удельной поверхности и электрической проводимости этих материалов. Рис. Термограммы фуллерена Сдд, полученные методом ДСК 1 исходный Сд0 2 после проведений исследований в условиях высоких давлений. Скорость нагрева Кмин.