АНОДНІ СИСТЕМИ ГНУЧКИХ ТОНКОПЛІВКОВИХ ЛІТІЙ-ІОННИХ АКУМУЛЯТОРІВ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.60(2).2020.221281Ключові слова:
електрод, графіт, кремній, літій-іонний, наноплівкаАнотація
Завданням до виконання дослідницької роботи було покращення експлуатаційних характеристик літій-іонних акумуляторів, а саме, збільшення показників питомої енергії та питомої потужності, збільшення кількості циклів заряду-розряду, покращення технологічності виробництва, розширення температурного експлуатаційного діапазону та зменшення собівартості виробництва джерел енергії.
Аналіз існуючих технологій виробництва літій-іонних акумуляторів дав можливість врахувати недоліки та технологічні обмеження, що надихнуло на виникнення нового підходу до створення електродних систем на інших фізичних принципах.
У роботі розглянуто вдосконалення технології отримання анодних систем для літій-іонних акумуляторів з використанням плівки графіту з нанесенням на неї плівки кремнію. Отриманий результат, при використанні запропонованої методики, показує збільшення іонної провідності електродів, що відбувається в основному внаслідок зменшення опору кордонів зерен. Це обумовлено декількома причинами, а саме зменшенням концентрації діелектричних домішок у поверхневому шарі.
Також у роботі досліджувалась анодна система електрода літій-іонного акумулятора, отримана за допомогою вакуумного напилення на гнучку тонку органічну плівку (найчастіше полістирол), з нанесеним на неї тонко плівковим мідним електродом, на який методом високочастотного магнетронного осадження наносилися шар графіту і кремнію, дотримуючись ряду технологічних вимог.
Запропонований у роботі метод полягає в отриманні тонкого плівкового нанорозмірного електродного матеріалу для літій-іонних акумуляторів на основі сформованих з кластерів графіту і кремнію плівок, які отримують в дві стадії магнетронного розпилення графітної та кремнієвої мішені в плазмі, з використанням аргону і добавки кисню.
Застосування магнетронного розпилювального пристрою і мішеней з графіту та кремнію дозволяє управляти структурою нанесення шарів вуглецю та кремнію. Розроблена технологія магнетронного напилення забезпечує контроль і повторюваність товщини шару.
Посилання
Kedrinskiy, I.A, and Yakovlev, V.G. Li-ionnye akkumulyatory. Krasnoyarsk, RF: IPK «Platina», 2002, 321 p. [in Russian]
Himicheskie istochniki toka. Spravochnik; Edit. N. V. Korovina, A. M. Skundina. Moscow, RF: Izd-vo MEI, 2003. 740 p. [in Russian]
V.S. Dubasova, and L.S. Kanіvs`kiy, "Elektrodnі materіali dlya lіtіy-іonnih akumulyatorіv", Elektrohіmіya, vol. 40, N4, pp.415-420, 2004. [in Russian]
Li Janlin, Daniel Clans, and David Wood, "Materials processing for lithium-ion batteries", IPower Sources, Vol. 196, N5, pp.2452-2460, 2011.
D.S.Trenin, A.P. Cedilkin, and V.I. Teslaidr, "Optimizaciya tehnologii naneseniya pasty aktivnoy massy v proizvodstve e`lektrodov", E`lektrohimicheskaya e`nergetika, vol.5, N1, p.57, 2005 [in Russian]
Pistoia G, Lithium batteries. New York, USA: Elsevier, 1994.
W. Rudolf, and U. Hofman, “Uber Grafitsalze”, Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie, v. 238, p. 1, 1938. DOI:10.1002/zaac.19382380102
N. A. Kaskhedikar, and I. Maier, “Lithium Storage in Carbon Nanostructures”, Awansed Materials, Vol. 21, pp. 2664-2680, 2009. DOI:10.1002/adma.200901079
M. Winter, J. O. Besenhard, M. E. Spahr, P. Novak, “Insertion Elektrode Materials for Rechargeable Lithium Batteries”, Advanced Materials, Vol. 10. pp. 725 - 763, 1998.
DOI:10.1002/(SICI)1521-4095(199807)10:10<725::AID-ADMA725>3.0.CO;2-Z.
D. Billaud, F. X. Henry, P. Willmann, “Electrohemicals synthesis of binary graphite-littium intercalation compounds”, Mater. Res. Bull. v. 28, p. 477, 1993. DOI:10.1016/0025-5408(93)90130-6
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
