|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Разработка катодов на основе феррофосфата лития и углеродных нанотрубок для литий ионных аккумуляторовкурсовая работа (Специалист)
- Научный руководитель: Кубарьков А.В.
- Автор: Ашарчук Артем Андреевич
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Кафедра: Кафедра неорганической химии
- Год защиты: 2020
- Курс: 1
- Аннотация: На сегодняшний день литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LFP) считаются одним из самых перспективных типов литий-ионных аккумуляторов ввиду своих выгодных электрохимических характеристик: стабильного напряжения разряда, сравнительно медленной потере емкости при эксплуатации, невысоких значениях саморазряда при хранении, химической и термической стабильности. Тем не менее плотность энергии для LFP аккумуляторов обычно ниже (на 14%), чем у литий-ионных аккумуляторов на основе кобальтата лития. Следовательно, задача увеличения удельной емкости является актуальной для развития технологии LFP аккумуляторов. Катоды LFP аккумуляторов состоят из электрохимически активного вещества (феррофосфата лития), полимерного связующего и электропроводящего компонента. Одним из способов увеличения удельной емкости является увеличение массовой доли активного вещества в составе катодного композита аккумулятора; это, в свою очередь, можно сделать уменьшив долю проводящего компонента (мелкодисперсный углерод – для «традиционного» катода). Однако при уменьшении доли углерода наблюдается значительное снижение электронной проводимости, что негативно сказывается на электрохимических свойствах LFP аккумулятора. Поэтому разумно заменить обычной аморфный углерод его аллотропной модификацией – углеродными нанотрубками. Они обладают сравнительно высокой проводимостью и низким порогом перколяции, и к тому же в составе катодного композита способствуют образованию особого каркаса (матрицы), делающего готовый композитный материал катода более стойким к механическому воздействию. Использование углеродных нанотрубок в катодных композитах осложняется их низкой дисперсионной устойчивостью в растворителях в процессе изготовления катода. Можно предположить, что амфифильные полимерные связующие могут способствовать улучшению дисперсионной устойчивости нанотрубок. В данной работе углеродные нанотрубки использовали в качестве электропроводящего компонента в катодах на основе феррофосфата лития с повышенным содержанием активного компонента (95 масс.% LiFePO4). С целью обеспечения дисперсионной устойчивости нанотрубок, получали их композиты с сульфированным полифениленоксидом (сПФО), который одновременно выполнял функцию связующего компонента. Проведено исследование дисперсионной устойчивости и электропроводящих свойств композитов УНТ-сПФО, а также емкостных характеристик полученных на их основе катодных композитов с LiFePO4.
- Добавил в систему: Кубарьков Алексей Владимирович