Транспортные свойства перхлоратов щелочных металлов и композиционных твердых электролитов на их основе

• Автор: Улихин, Артем Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Композиционные твердые электролиты

1.2.1. Механизм ионного транспорта в композиционных твердых электролитах.

1.2.2. Выбор компонентов для создания композиционных

твердых электролитов.

1.2.3. Методы синтеза композиционных твердых элсктроли тов.

1.2.5. Методы исследования физикохимических свойств композитов.

1.2.6. Композиционные твердые электролиты на основе галогенидов серебра.

1.2.7. Композиционные твердые электролиты на основе галогенидов и нитратов щелочных металлов.
1.2.8. Композиционные твердые электролит,I на основе солей лития.
1.2.срхлораты щелочных метилов.
1.2.1. Общие сведения.
1.2.2. Кристаллохимические свойства перхлоратов щелочных металлов.
1.2.3. Физикохимические свойства перхлоратов щелочных металлов.
1.3. Выводы из анализа литературы и постановка задачи.
Г лава 2. Методика эксперимента.
2.1. Синтез перхлоратов и композиционных твердых электролитов
1.2.4. Морфология композиционных твердых электролитов.
2.1.1 Синтез перхлоратов щелочных металлов.
2.1.2 Синтез композиционных твердых электролитов на
основе перхлоратов щелочных металлов.
2.2. Физикохимические методы анализа.
2.2.1 Рентгенофазовый анализ.
2.2.2 Термический анализ.
2.2.3 Удельная электропроводность.
2.2.4 Волы амперные характеристики.
Глава 3. Сравнительное изучение ионной проводимости высокотемпературных фаз перхлоратов щелочных металлов
Глава 4. Сравнительное изучение ионной проводимости композиционных твердых электролитов на основе перхлоратов щелочных металлов.
4.1. Оптимизация условий синтеза композитов.
4.2. Ионная проводимость.
Глава 5. Композиционные твердые электролиты на основе перхлората лития.
5.1. Композиционные твердые электролиты ЫСЮ4уАОз.
5.1.1. Структурные и термические свойства.
5.1.2. Ионная проводимость.
5.1.3. Электрохимические свойства.
5.2 Композиционные твердые электролиты УСЮА А аА0з, ос, у1лА2.
5.2.1. Ионная проводимость.
5.2.2.7Ы ЯМР исследование.
5.3 Композиционные твердые электролиты 1ЛОО4 М0.
5.3.1. Образование композитов.
5.3.2. Ионная проводимость.
5.3.3. Электрохимические свойства.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Однако, несмотря на достигнутый прогресс, большинство известных твердых электролитов обладают низкой проводимостью. Таким образом, поиск и синтез новых твердых электролитов остаются актуальными задачами. Композиционные твердые электролиты типа ионная сольоксид представляют особый интерес для использования в элскгрохимических системах. Это вызвано тем, что композиционные твердые ионные проводники обладают рядом преимуществ по сравнению со стандартными керамическими материалами их транспортные, механические и другие физикохимические свойства можно контролировать в широких пределах путем варьирования химической природы, . Так как ионная проводимость в композиционных твердых электролитах осуществляется вдоль границ зерен, то увеличение площади поверхности раздела фаз приводит к заметному улучшению транспортных свойств электролита. Этого можно добиться, если в качестве инертной добавки использовать нанокристалличеекий оксид. Для понимания механизма увеличения проводимости ионной соли при ее гетерогенном допировании инертной оксидной добавкой и целенаправленного синтеза новых высокопроводящих композиционных твердых электролитов, необходимо изучить влияние кристаллохимических факторов и природы катиона на транспортные свойства чистых солей и соответствующих композитов. Однако сравнение транспортных свойств композитов на основе этих соединений не вполне корректно в виду того, что нитраты щелочных металлов обладают различными кристаллическими структурами, в том числе и в высокотемпературных фазах. В последние голы в мире наблюдается значительный рост числа теоретических и прикладных исследований в области наноматериалов и нанотехнологий. ЛИТ, которые характеризуются высокими значениями удельной мощности. Однако используемые в настоящее время ЛИТ с жидкими или полимерными электролитами не обладают достаточной устойчивостью к механическим напряжениям, содержат токсичные органические соединения и работают в узкой области температур. Твердотельные ЛИТ лишены этих недостатков, однако для создания таких ЛИТ необходимо найти твердые электролиты, которые бы обладали высокой ионной проводимостью, термической устойчивостью и электрохимической стабильностью. ЛИТ 2. Согласно литературным данным , высокая ионная проводимость наблюдается у композитов на основе солей с полиэдрическим анионом, способных к рсориентации при высоких температурах и имеющих высоко температурные полиморфные модификации. В перхлоратах щелочных металлов МсСЮ. Ме Ыа, К, 1Ь, СУ существуют пзосгруктурные высокотемпературные разупорядоченпые фазы, поэтому эти соединения представляют собой удобную модельную систему для изучения влияния кристаллографических факторов на проводимость чистых солей и композитов. Композиты на основе перхлората лития могут иайтп практические применения в ЛИТ. В связи с вышесказанным ряд перхлоратов щелочных металлов и композиты на основе перхлоратов были выбраны как предмет исследования данной работы. ЫСЮ. А Л а. А0. ТлАЮ2, . Впервые исследованы транспортные свойства высокотемпературных фаз перхлоратов щелочных металлов и определен механизм ионной проводимости в этих солях. Впервые синтезированы композиционные твердые электролиты 1 хМеС. А где Ме 1л, Ыа, К. ЛЬ, Сб 8удуА 0 м2г и проведено сравнительное исследование ионной проводимости полученных композитов. Изучено влияние кристаллической структуры, дисперсности и основности оксидной добавки на термодинамические свойства, проводимость и электрохимическую стабильность композитов 1лСЮ4Л Л а,уЛ, а,у1лА2, МО. В результате проведенной работы получены композиционные твердые электролиты, обладающие высокой удельной электропроводностью 02 Смсм. Аиробаиия работы. Результаты, изложенные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на научных семинарах ИХТТМ СО РАН. XV I. Фундаментальные проблемы ионики твердого тела, июня г. Черноголовка 2 i i , , vii, 9го международного совещания Фундаментальные проблемы ионики твердого тела, июня г Московская обл Черноголовка, XIV Всероссийская конференция по физикохимпп ионных расплавов и твердых электролитов Екатеринбург, сент.