Диссертация
Куриленко Константин Александрович
Кандидат наук
Статус диссертации
Доктор наук
Доктор наук Профессор
Пуха Владимир Егорович
Доктор наук Старший научный сотрудник
Шариков Феликс Юрьевич
Доктор наук
химические науки
Целью данной работы являлся поиск методов повышения электрохимической емкости и токонесущей способности композитных катодных материалов на основе Li[Li,Ni,Mn,Co]O2. Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи: 1. Изучить взаимодействие Li[Li,Ni,Mn,Co]O2 с углеродом и продуктами пиролиза органических прекурсоров для последующей разработки неразрушающих методов нанесения углеродных покрытий и провести сравнительный анализ влияния различных органических прекурсоров и условий их карбонизации на характеристики получаемого аморфного углеродного материала. 2. Осуществить поиск добавок, обладающих высокой химической инертностью по отношению к Li[Li,Ni,Mn,Co]O2, выявить возможные механизмы влияния таких добавок на свойства катодного материала и разработать оптимальные методы их введения, обеспечивающие максимальное положительное воздействие добавок на электрохимические свойства композита. 3. Синтезировать композитные катодные материалы на основе Li[Li,Ni,Mn,Co]O2, содержащие одновременно инертную добавку и углерод; исследовать влияние двухкомпонентных покрытий «инертная добавка + углерод» на кинетику (де)интеркаляции ионов Li+ в структуру Li[Li,Ni,Mn,Co]O2 и определяемые ей электрохимические свойства. Научная новизна может быть сформулирована в виде следующих положений, выносимых на защиту: 1. При исследовании процессов фазообразования Li[Li,Ni,Mn]O2 показано, что наличие стадии предварительного изотермического отжига при 500°С сопровождается уменьшением размера частиц и увеличением катионного разупорядочения. 2. Обнаружено и исследовано не описанное в литературе интенсивное взаимодействие Li[Li,Ni,Mn,Co]O2 с углеродом и промежуточными продуктами пиролиза органических соединений при температурах свыше 350°C. Показано, что первой стадией взаимодействия является катионное разупорядочение Li[Li,Ni,Mn,Co]O2. Интенсивность взаимодействия снижается при использовании органических прекурсоров с высокими температурами плавления (T > 200°C), не содержащих кислорода. 3. Синтезированы композиты Li[Li0.13Ni0.20Mn0.47Co0.20]O2 – CeO2, для которых обнаружено каталитическое воздействие наночастиц CeO2, находящихся в контакте с кристаллитами катодного материала, на процессы обратимого окисления ионов O2- в подрешетке [MO6] при потенциалах циклирования Li[Li,Ni,Mn,Co]O2 выше 4.4 В. Введение диоксида церия и его производных на начальных стадиях синтеза способствует также уменьшению размера кристаллитов Li[Li,Ni,Mn,Co]O2. Данные воздействия позволяют увеличить электрохимическую емкость композитов до значений свыше 220 мА•ч/г. 4. Впервые получены и охарактеризованы композитные катодные материалы на основе Li[Li0.13Ni0.20Mn0.47Co0.20]O2 с двухкомпонентным покрытием «CeO2 – углерод» с электрохимической емкостью более 230 мАч/г. Наличие пленки, содержащей sp2 - гибридный углерод, на поверхности Li[Li,Ni,Mn,Co]O2 уменьшает поляризацию на границе активной фазы с электролитом при циклировании.
# | Название | Размер |
---|---|---|
1 | Дополнительный отзыв на диссертацию или реферат | 1 MB |
2 | Дополнительный отзыв на диссертацию или реферат | 2 MB |
3 | Протокол приема диссертации к защите | 59 KB |
4 | Сведения об официальных оппонентах, включая публикации | 307 KB |
5 | Автореферат | 10 MB |
6 | Сведения о научных руководителях (консультантах) | 211 KB |
7 | Отзыв официального оппонента | 1 MB |
8 | Дополнительный отзыв на диссертацию или реферат | 318 KB |
9 | Отзыв научного руководителя (консультанта) | 999 KB |
10 | Отзыв официального оппонента | 1 MB |
11 | Дополнительный отзыв на диссертацию или реферат | 841 KB |
12 | Диссертация | 5 MB |
13 | Дополнительный отзыв на диссертацию или реферат | 429 KB |
14 | Отзыв официального оппонента | 443 KB |
15 | Заключение по диссертации | 176 KB |