Выводы

1. Получены новые данные по исследованию влияния состава раствора (природы растворителя, природы аниона), потенциала длительности катодной поляризации и температуры на механизм и кинетику процесса интеркаляции-деинтеркаляции лития в структуре графита. Установлено, что наиболее энергоемкие соединения образуются при катодной обработке графита в растворе SC; уменьшение происходит в ряду ItS1л,С104 > li-HS04» liCl.

2. Показано, что на первом этапе литизации в структуре графита образуются соединения внедрения типа lixCgA„, которые накапливаются в верхних слоях электрода, с течением времени в глубине электрода кристаллизуется фаза KxCg СП стадия интеркаляцин). Найдено, что энергия активации образования lijCgAy и lixCg составляет соответственно 13,4 и 6,4кДж/моль, что указывает на диффузионные затруднения процессов. Начальная концентрация литиевых дефектов в диапазоне температур 293 .323 К составляет 0,034 .О,041 моль/см3; коэффициент диффузии (3,56 ± 0,5)- Ю-11 cmVc Установлено, что lixCg электроды на основе карбонизованных углеграфитовых материалов, полученные по методу катодного внедрения, отличаются высокими удельными и разрядными характеристиками, что определяется особенностями их структуры и наличием в ней свободных валентных зон, играющих роль электронных ловушек, обеспечивающих высокую скорость диффузии лития в глубь электрода и стабильность интеркалатов lixC6(KB) и KjCgOCT).

4.Установлено, что в выбранной области потенциалов, температур, длительности электролиза на УШ электродах образуются две фазы l-ixCg, различающиеся содержанием лития.

5.Найдено, что формирующаяся в области потенциалов -3,05 . -3,25 В фаза характеризуется степенью интеркаляции «х» = = 1.2±0,1 и обеспечивает более высокую разрядную емкость.

6.Показано, что lixCg электроды, сформированные в УГМ матрице по методу катодного внедрения, обладают хорошей циклируемостью. Снижение разрядной емкости на начальный цикл емкость стабилизируется составляете ГмА • ч/г.

Испытания CgdCT) электродов в макетах источника тока системы KD/HCl ПК + ДМЭ(1:1)/С8Сг03 показали, что удельная разрядная емкость макета составляет при 293 К ~ 156 мА«ч/г активного материала, при повышении температуры до 318 К она возрастает до 280 мА-ч/г; среднее напряжение разряда 3,4 .3,2 В удельная энергия 491 .955 мВт.ч/г.

8. Совокупность проведенных исследований и макетных испытаний аккумулятора позволяет сформулировать технологические рекомендации для получения анодов литий-ионных аккумуляторов:

- потенциал катодной обработки -3,10 .-3,25 В ;

- время катодной поляризации 2,0 .2,5 ч ;

- температура 293 ± 3 К;

- электролит HSC/V или 1гС104 в ПК + ДМЭ(1:1) .