ИСТИНА

В последнее время титанат лития со структурой шпинели (Li4 Ti5 O12) рассматривается в качестве перспективного анодного материала литий-ионных аккумуляторов для использования в электромобилях и системах резервного электроснабжения. Высокая безопасность и долговечность при циклировании обусловлена малым изменением объема его кристаллической решетки в ходе интеркаляции/деинтеркаляции ионов лития. Основной проблемой коммерциализации Li4 Ti5 O12 является его невысокая производительность при высоких плотностях тока, связанная с низкой величиной электронной проводимости, улучшения которой можно добиться путем создания композитов с углеродными материалами. Целью данной работы является синтез и исследование электрохимических характеристик композитов на основе титаната лития и различных углеродных материалов – коммерческого мезопористого углеродного материала G_157M (ООО «НаноТехЦентр») и обратных углеродных реплик (СМК). Композиционные материалы Li4 Ti5 O12/С синтезировали гидротермальным методом, в т.ч. в присутствии поверхностно-активных веществ цетилтриметиламмоний бромида и Triton X. Полученные композиты охарактеризованы с помощью РФА, ПЭМ, СЭМ, метода БЭТ, КР-спектроскопии и проведено их электрохимическое тестирование. Показано, что введение более 15% углеродного материала приводит к падению разрядной емкости и ухудшению циклируемости полученных композитов. При малых плотностях тока среди композитов, полученных с использованием 5% углеродного материала, наиболее высокими значениями электрохимической емкости характеризуется образец Li4 Ti5 O12/G_157M. C увеличением плотности тока (≥800 мА/г) большие величины обратимой разрядной емкости демонстрирует материал Li4 Ti5 O12/СМК. При синтезе титаната лития в присутствии ПАВ наблюдается некоторое улучшение циклируемости образцов Li4 Ti5 O12/С, в т.ч. и при высоких плотностях тока. Однако величины необратимой емкости на 1-ом цикле заряда/разряда и деградации в ходе циклирования данных композитов Li4 Ti5 O12/С составляют соответственно 150-200 и 20-25%.