Приймаються статті для публікації в № 1 (29)
Міжнародного науково-практичного журналу "Товари і ринки" з технічних наук 

Статті

LI-БАТАРЕЇ: ЕЛЕКТРОХІМІЧНА ІНТЕРКАЛЯЦІЯ ФТОРОКОМПЛЕКСНИХ АНІОНІВ У КАРБОНОВІ НАНОТРУБКИ

Автор: sveta on . Posted in 2016-1

УДК 661.834:621.354/.355
 
ЯЗАМІ Рашид,
д. т. н., професор Наньянського технологічного університету (Сінгапур)
 
ГОНЧАРОВА Ірина,
к. х. н., доцент Київського національного торговельно-економічного університету
 

LI-БАТАРЕЇ: ЕЛЕКТРОХІМІЧНА ІНТЕРКАЛЯЦІЯ ФТОРОКОМПЛЕКСНИХ АНІОНІВ
У КАРБОНОВІ НАНОТРУБКИ
 

Постановка проблеми. У сучасному мобільному суспільстві літій-йонні акумулятори широко використовуються в електронній цифровій техніці, переважно в мобільних телефонах і портативних комп’ютерах. Найбільш важливою проблемою для вчених в області літієвих батарей сьогодні є електрохімічна інтеркаляція фторокомплексних йонів у карбонові нанотрубки [1; 2].
Із моменту першого спостереження [3] особливу увагу вчених привертають карбонові нанотрубки завдяки їх властивостям. Більшість інтеркальованих сполук сьогодні пов’язані з катіонною інтеркаляцією [4–6]. Повідомлення щодо аніонної інтеркаляції практично відсутні, хоча ковалентні сполуки з Флуором успішно підготовлені [7].
Мета роботи – проведення досліджень стосовно аніонної електрохімічної інтеркаляції фторокомплексів у карбонові нанотрубки для літієвих батарей.
Матеріали та методи. Об’єкти дослідження – розчини фторокомплексних солей літію в апротонних диполярних розчинниках і одностінні карбонові нанотрубки.
Методами трансмісійної електронної мікроскопії та рентгенівської дифрактометрії встановлено мікроструктуру карбонових нанотрубок [8]. Як негативний електрод використано електрохімічні чарунки, вкриті шаром металічного літію. Поліпропіленові мікропористі сепаратори в розчинах комплексних фторидів та органічних розчинників застосовано як електролітні розчини. Методом циклічної вольтамперометрії проведено циклювання електрохімічних чарунок [9; 10].
Результати досліджень. Проведено дослідження двох електрохімічних циклів електролітних систем на основі: LiPF6, LiBF4 / етиленкарбонат – диметилкарбонат, карбонові нанотрубки при 4.5 В і 2 В та швидкості 70 мВ/c. Спостереження високої порогової напруги під час циклювання передбачає високу енергію активації для формування макрокатіона Cn+. Встановлено, що форма макроаніону Cn- є більш стабільною для літію, інтеркальованого в карбонові нанотрубки.
Висновки. Показано, що аніони PF6- і BF4- інтеркалюють у карбонові нанотрубки аналогічно інтеркаляції в графіт або фулерени. Для збільшення технологічного виходу різних циклів аніонної інтеркаляції в карбонові нанотрубки необхідно підвищити енергію і питому потужність літій-йонних акумуляторів. Саме це зробить літієві батареї на основі карбонових нанотрубок більш практичними у використанні.
 
Ключові слова: літієві батареї, комплексні фториди, карбонові нанотрубки, електрохімічні чарунки, розчини електролітів, циклічна вольтамперометрія, аніонна інтеркаляція.


 ПОВНИЙ ТЕКСТ (PDF)