Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 17
1.1 Введение 17
1.2 Свойства фосфата железа(II)-лития и пентатитаната лития, определяющие их функциональное назначение
1.2.1 Структура 18
1.2.2 Механизм литирования и делитирования 19
1.2.3 Транспортные свойства 21
1.3 Основные методы синтеза электродных материалов на основе фосфата
железа(II)-лития и пентатитаната лития 22
1.3.1 Методы получения твердофазных материалов 22
1.3.2 Твердофазный метод синтеза 26
1.3.3 Применение механической активации 29
1.3.4 Активация путём фазового превращения 32
1.4 Заключение 33
ГЛАВА 2. Экспериментальные методы 34
2.1 Введение 34
2.2 Характеризация исходных веществ и материалов 34
2.3 Синтез электродных материалов и анализ полупродуктов синтеза
2.3.1 Подготовка и механическая активация смесей исходных веществ 37
2.3.2 Термообработка смесей исходных веществ 38
2.3.3 Термогравиметрический анализ смесей исходных веществ с ик-спектроскопией 39
2.4 Характеризация материалов физическими, химическими и физико химическими методами 40
2.4.1 Рентгенофлуоресцентный анализ качественного и количественного элементного состава материалов 40
2.4.2 Рентгенофазовый анализ 40
2.4.3 Анализ методом нейтроновской дифракции 43
2.4.4 Анализ образцов материалов на основе оливина на предмет содержания углерода 47
2.4.5 Гранулометрический анализ 48
2.4.6 Анализ удельной поверхности и удельного объёма пор 49
2.5 Характеризация материалов электрохимическими методами 51
2.5.1 Электрохимическая ячейка и подготовка рабочего электрода 51
2.5.2 Гальваностатическое циклирование 53
2.5.3 Циклическая вольтамперометрия 53
2.5.4 Потенциостатическое прерывистое титрование 55
2.6 Процедуры и функции, реализованные в среде Visual Basic For
Application, для обработки и графического представления данных электрохимических измерений 58
ГЛАВА 3. Разработка твердофазного способа получения фосфата железа(II)-лития 64
3.1 Введение 64
3.2 Термодинамический анализ синтеза оливина и последовательность превращений при использовании оксалата железа(II) в качестве железосодержащего прекурсора 64
3.2.1 Фазовый состав продуктов механической или высокотемпературной обработки смеси карбоната лития, дигидрата оксалата железа(II) и дигидрофосфата аммония 65
3.2.2 Исходные данные для термодинамического анализа превращений, протекающих при термообработке смеси карбоната лития, дигидрата оксалата железа(II) и дигидрофосфата аммония 67
3.2.3 Термодинамический анализ превращений в реакционной системе 72
3.2.4 Предполагаемые этапы образования LiFePO4 в реакционной смеси 3.3 Использование органического вещества в качестве восстановителя и источника углерода, контролирующего агломерацию частиц оливина 83
3.4 Рассмотрение процесса оптимизации синтеза оливина как многофакторного эксперимента 87
3.5 Заключение 93
ГЛАВА 4. Разработка твердофазного способа получения пентатитаната лития 94
4.1 Введение 94
4.2 Оценка эффективности механической обработки смеси карбоната лития и оксида титана(IV) для оптимизации синтеза титаната лития 94
4.3 Влияние природы жидкой дисперсионной среды при механической стимуляции синтеза титаната лития на его функциональные свойства 100
4.4 Оптимизация режима высокотемпературного этапа синтеза титаната лития 105
4.5 Влияние соотношения Li2CO3 и TiO2 в исходной смеси на фазовый состав и функциональные свойства конечного продукта 111
4.6 Проверка воспроизводимости методики механически стимулированного твердофазного синтеза титаната лития 118
4.7 Заключение 119
ГЛАВА 5. Приложение электрохимических методов для определения транспортных свойств в материалах с двухфазным механизмом внедрения или экстракции лития 121
5.1 Введение 121
5.2 Оценка коэффициента диффузии лития и энергии активации процесса в материале на основе титаната лития методом циклической вольтамперометрии 122
5.3 Оценка коэффициента диффузии лития в материале на основе титаната лития методом потенциостатического прерывистого титрования 126
5.4 Интерпретация данных циклической вольтамперометрии совместно с данными потенциостатического прерывистого титрования 128
5.5 Заключение 134
Выводы 135
Благодарность 137
Перечень условных обозначений и сокращений 139
Словарь терминов 140
Список литературы 142
