Введение
1 Литературный обзор 11
1.1 Общая информация о материалах положительного электрода литий-ионного аккумулятора 11
1.2 Материалы положительного электрода ЛИА
1.2.1 Строение поверхностной пленки материалов положительного электрода 13
1.2.2 Слоистые тройные оксиды марганца-никеля-кобальта 14
1.2.3 Замещённые литий-марганцевые шпинели 21
1.2.4 Высоковольтные слоистые материалы yLi2MnO3(1–y)LiMO2 и yLi2MnO3(1– y)LiM2O4 1.3 Требования к материалам положительного электрода для космического применения 32
1.4 Электрохимические методы исследования материалов положительного электрода 1.4.1 Метод электрохимического импеданса 36
1.4.2 Метод хронопотенциометрии 45
Заключение к литературному обзору 49
2 Объекты и методы исследования 52
2.1 Материалы положительного электрода ЛИА 52
2.1.1 Метод синтеза материалов положительного электрода Li1,2Ni0,17Co0,10Mn0,53O2 и Li1,2Ni0,2Mn0,6O2 53
2.1.2 Методы определения структуры и морфологии материалов положительного электрода Li1,2Ni0,17Co0,10Mn0,53O2 и Li1,2Ni0,2Mn0,6O2 54
2.1.3 Характеристика материалов положительного электрода Li3CoMnNiO6 (без и с покрытиями Al2O3, F), LiNi0,8Co0,15Al0,05O2 55
2.1.4 Характеристика материалов положительного электрода, приобретенных у фирм – изготовителей 2.2 Положительные электроды ЛИА 57
2.3 Конструкция ячеек для исследования материалов в составе ЭХГ з
2.4 Конструкция литий-ионного аккумулятора производства ПАО «Сатурн» 60
2.5 Гальваностатическое циклирование 62
2.6 Электрохимический импеданс 63
2.7 Гальваностатическое прерывистое титрование 66
2.8 Импульсная хронопотенциометрия 68
3 Результаты исследования высоковольтных материалов 72
3.1 Морфология и структура композитных материалов ЫиМ0д7СоодоМпо,5302 и Lii,2Nio,2Mno,602 72
3.2 Результаты гальваностатического циклирования композитного материала ЫиМод7СоодоМп0;5з 02 76
3.3 Результаты гальваностатического циклирования композитного материала Lii,2Nio,2Mno,602 78
3.4 Исследование электрохимического поведения материалов методом электрохимического импеданса во время циклирования 79
3.5 Зависимость составляющих внутреннего сопротивления, определенных методом частотных спектров электрохимического импеданса, от потенциала 83
3.6 Определение коэффициентов диффузии ионов лития в композитных материалах
3.6.1 Определение коэффициента диффузии иона лития по данным метода EIS 87
3.6.2 Определение коэффициента диффузии иона лития по данным метода GITT
3.7 Определение кинетических параметров Wb и AG по температурным зависимостям сопротивления поверхностной пленки и сопротивления переноса заряда 91
3.8 Результаты исследования композитных материалов после испытаний методом физического анализа 96
3.9 Предполагаемый механизм деградации композитных материалов 104
4 Изучение влияния структурных параметров материалов типа nafe02 на электрохимические характеристики положительного электрода лиа 107
4.1 Рентгенофазовый анализ и определение морфологии материалов типа -NaFe02 108
4.2 Гальваностатическое циклирование материалов типа -NaFe02 Ill 4.3 Определение характеристик методом электрохимического импеданса материалов типа
-NaFeO2 112
Заключение к главе 4 117
5 Зависимость электрохимических характеристик литий-ионного аккумулятора в исходном состоянии и после деградации от структурных параметров материалов положительного электрода 119
5.1 Анализ циклического ресурса ЛИА 119
5.2 Диагностика ресурсных характеристик ЛИА электрохимическими методами 121
5.3 Анализ ресурсоспособности аккумулятора методом импульсной хронопотенциометрии и электрохимического импеданса 124
5.4 Определение вклада электродов в сопротивление аккумулятора, определенное методом импульсной хронопотенциометрии и электрохимического импеданса 129
5.5 Взаимосвязь между электрохимическими характеристиками аккумуляторов и структурными параметрами LiCoO2 132
Заключение к главе 5 135
Выводы 137
Список используемой литературы 138
