UA125693C2 - Method of modifying graphite for electrodes of chemical current sources with non-aqueous electrolyte - Google Patents
Method of modifying graphite for electrodes of chemical current sources with non-aqueous electrolyte Download PDFInfo
- Publication number
- UA125693C2 UA125693C2 UAA201812915A UAA201812915A UA125693C2 UA 125693 C2 UA125693 C2 UA 125693C2 UA A201812915 A UAA201812915 A UA A201812915A UA A201812915 A UAA201812915 A UA A201812915A UA 125693 C2 UA125693 C2 UA 125693C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- graphite
- modification
- modified
- heat treatment
- electrodes
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 99
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N isopropyl alcohol Natural products CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 34
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229940035429 isobutyl alcohol Drugs 0.000 claims abstract description 13
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241001178076 Zaga Species 0.000 claims 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 abstract description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 abstract description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 35
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 21
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 18
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 9
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 4
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 4
- -1 lithium cations Chemical class 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical class O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283725 Bos Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000616562 Danio rerio Sonic hedgehog protein A Proteins 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical compound BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
зі збільшення в НОЮ азів, пі» збіль в КН разівwith an increase in NOU az, pi» decrease in KN times
Фіг. 1Fig. 1
Винахід належить до хімічної технології неорганічних матеріалів і може бути використаний для отримання модифікованого графіту. З точки зору практичного застосування винахід належить до електротехнічної промисловості, а саме до області хімічних джерел струму (ХДС) з неводним електролітом.The invention belongs to the chemical technology of inorganic materials and can be used to obtain modified graphite. From the point of view of practical application, the invention belongs to the electrotechnical industry, namely to the field of chemical current sources (CSU) with a non-aqueous electrolyte.
Модифікований графіт, виготовлений відповідно до цього винаходу, може бути використаний при: - при виготовленні композитних негативних електродів на основі суміші порошку магнію і графіту для магнієвих джерел струму; - при виготовленні негативних електродів на основі графіту для літій-іонних акумуляторів; - як електропровідна добавка в електродну масу позитивних електродів на основі, наприклад, порошків оксидів або сульфідів в електродах первинних джерел струму або акумуляторів з неводним електролітом.The modified graphite produced in accordance with the present invention can be used for: - in the production of composite negative electrodes based on a mixture of magnesium powder and graphite for magnesium current sources; - in the production of graphite-based negative electrodes for lithium-ion batteries; - as a conductive additive in the electrode mass of positive electrodes based on, for example, powders of oxides or sulfides in the electrodes of primary current sources or batteries with a non-aqueous electrolyte.
При використовуванні модифікованого графіту в електродах хімічних джерел струму з неводними електролітами енергетичні характеристики і стабільність циклування ХДС збільшуються. Енергетичні характеристики електродів, в яких використовується графіт, в значній мірі визначаються електронною провідністю графіту.When using modified graphite in the electrodes of chemical current sources with non-aqueous electrolytes, the energy characteristics and stability of CDS cycling increase. The energy characteristics of electrodes in which graphite is used are largely determined by the electronic conductivity of graphite.
Для широкого використання порівнюються магнієві, літієві і літій-іонні джерела струму з неводним електролітом. Магнієві батареї, в яких анод виготовляється на основі магнію (МО), досліджуються як кандидат на заміну літій-іонної системи. Магнієві батареї будуть високоенергетичними акумуляторними системами через високу величину об'ємної ємності, яка забезпечується двома передачами електронів на Ма і щільність магнію значно вище, ніж щільність літію.For widespread use, magnesium, lithium and lithium-ion current sources with a non-aqueous electrolyte are compared. Magnesium batteries, in which the anode is made on the basis of magnesium (MO), are being investigated as a candidate to replace the lithium-ion system. Magnesium batteries will be high-energy storage systems due to the high volume capacity, which is provided by two electron transfers per Ma and the density of magnesium is much higher than that of lithium.
Серед найбільш затребуваних джерел струму з неводними електролітами для сучасних електронних пристроїв в даний час є літій-іонні акумулятори (ЛІА). Підвищення їх енергоємності залишається актуальним завданням. У більшості сучасних літій-іонних акумуляторів, які є комерційно доступними, негативний електрод виготовлений з графіту, теоретична інтеркаляційна ємність якого щодо літію становить 372 мАг/г. Основними недоліками негативних електродів на основі графіту є 1) висока незворотна ємність в першому циклі заряду - інтеркаляція іонів літію в структуру графіту і деінтеркаляція катіонів літію із структури анода приAmong the most popular current sources with non-aqueous electrolytes for modern electronic devices are currently lithium-ion batteries (LIAs). Increasing their energy capacity remains an urgent task. In most modern lithium-ion batteries that are commercially available, the negative electrode is made of graphite, which has a theoretical intercalation capacity with respect to lithium of 372 mAh/g. The main disadvantages of graphite-based negative electrodes are 1) high irreversible capacity in the first charge cycle - intercalation of lithium ions into the graphite structure and deintercalation of lithium cations from the anode structure at
Зо розряді. 2) зменшення оборотної питомої енергії електрохімічного процесу на поверхні графіту під час тривалого циклування літій-іонного акумулятора. Вирішення цієї проблеми здійснюється як за рахунок розробки нових матеріалів для негативних електродів акумуляторів, так і шляхом модифікації широко використовуваних традиційних матеріалів - графітів (Ецітоїо Нігсушикі,From discharge 2) reduction of the reversible specific energy of the electrochemical process on the graphite surface during long-term cycling of the lithium-ion battery. Solving this problem is carried out both through the development of new materials for the negative electrodes of batteries, and through the modification of widely used traditional materials - graphite (Esitoyo Nigsushiki,
ТоКитіїви Каїзийпіза, Мабрисні АКініго, Спіппазату Маїагадйап, Казий ТаКапіго. ТНе аподе репоптапсе ої Ше Ппага сатбоп ог Пе Ійіштіоп Байегу дегімей пот Ше охудеп-сопіаіпіпда аготаїйс ргесигвоїв //)У. Ромжмег Зоцгсев. - 2010. - Мої. 195. - Р. 742-745).ToKitiyva Kaiziypiza, Mabrysni AKinigo, Spippasatu Maiagadyap, Kazy TaKapigo. TNe apode repoptapse oi She Ppaga satbop og Pe Iyishtiop Bayegu dehimey pot She ohudep-sopiaipipda agotaiys rgesigvoiv //)U. Romzhmeg Zotsgsev. - 2010. - Mine. 195. - R. 742-745).
Причиною незворотної ємності негативних електродів на основі графіту є побічні електрохімічні реакції на поверхні графіту. В результаті поверхня графіту поступово покривається плівкою, яка складається з продуктів побічних реакцій, у тому числі - відновлення електроліту |Ниапод, І.Н. Зої еІесігоїуїте іпієї-рпазе оп дгарнпіїє аподев іп ІШіоп райцегев //Л..Н.The reason for the irreversible capacitance of graphite-based negative electrodes is side electrochemical reactions on the graphite surface. As a result, the graphite surface is gradually covered with a film that consists of side reaction products, including electrolyte reduction |Niapod, I.N. Zoi eIesigoiuite ipiei-rpase op dgarnpiie apodev ip IShiop raitsegev //L..N.
Ниапо, 2.Н. Міп апа О.М. 7напд //2014. - Вем. Адм. Маїег. сі. Мої. 36. - р. 13-20; Реївй, Е.Nyapo, 2.N. Mip apa O.M. July 7, 2014. - Wem. Adm. Maieg. si. My. 36. - p. 13-20; Reivy, E.
Ітргомед Старнйе Аподе ог І йпішт-Іоп Вайегіез /Е. Реїєд, С. Мепаснет, 0. Ваг Тому, апа А.Itrgomed Starnye Apode og I ypisht-Iop Vayegiez /E. Reiyed, S. Mepasnet, 0. Vag Tomu, Apa A.
Меїтап //). Еіестоспет. 5ос-1996. - Мої. 143, Мо. 1. - С. 14-17). Тому дослідження можливостей зниження незворотної ємності негативного електрода на основі графіту, дослідження механізму формування пасивуючої плівки і розробка методів модифікації графітів є актуальними завданнями.Meitap //). Eiestospet 5os-1996. - Mine. 143, Mo. 1. - P. 14-17). Therefore, the study of the possibilities of reducing the irreversible capacity of the graphite-based negative electrode, the study of the mechanism of the passivation film formation, and the development of graphite modification methods are urgent tasks.
Один з напрямків підвищення електрохімічних характеристик негативного електроду на основі графіту в батареях з неводним електролітом полягає в модифікації поверхні вуглецевого матеріалу. Ефективна модифікація поверхні призводить до зміни процесів його взаємодії з електролітом. При цьому крім зниження незворотної ємності за рахунок поліпшення якості поверхневої плівки, відбувається гальмування поверхневих процесів на межі поділу електрод/електроліт, які ведуть до зменшення експлуатаційних характеристик (ППопома, А.М.One of the ways to improve the electrochemical characteristics of the graphite-based negative electrode in batteries with a non-aqueous electrolyte is to modify the surface of the carbon material. Effective modification of the surface leads to a change in the processes of its interaction with the electrolyte. At the same time, in addition to the reduction of the irreversible capacity due to the improvement of the quality of the surface film, surface processes are inhibited at the electrode/electrolyte separation boundary, which lead to a decrease in operational characteristics (PPopoma, A.M.
Моаїїієа сатбоп тайіх-підн епегуду аподе ог Ійпішт іоп банегу /А.М. Тийопома //ВиїЇдагтіап Спетісаї!Moaiiiiea satbop tayih-pidn epegudu apode og Iipisht iop banegu /A.M. Tiyopoma //ViiYidagtiap Spetisai!
Соттипісаїтіоп5-2008-Мої. 40, Мо 3. - Р. 219-226; М. Сабегзсек, М. Ввіє, У. Огоїепік, А. Юотінко, 5. Ре|омпік, ЕІесігоспет. апа зоїїа-еїаїе І еНегв. - 2000-Мої. 3. - Р. 171-173.|.Sottipisaitiop5-2008-My. 40, Mo. 3. - R. 219-226; M. Sabegzsek, M. Vvie, U. Ogoiepik, A. Juotinko, 5. Re|ompik, Eiesigospet. apa zoiiia-eiiaie I eNegv. - 2000-My. 3. - R. 171-173.|.
Зміна властивостей поверхневої плівки на поверхні графіту під час модифікації обумовлена зміною кількості і типу функціональних груп на поверхні вуглецю Юиразома, М.5. ЕіІесітоспетісаїThe change in the properties of the surface film on the surface of graphite during modification is due to the change in the number and type of functional groups on the carbon surface Yuirazom, M.5. EiIesitospetisai
Спагасіеєгівіїсв ої Ше Медаїїме ЕЇІесігоде іп І йпішт-Ююп Вайегев: ЕПесі ої Бігисіцте апа ЗипасеSpagasieegiviisv oi She Medaiime EIIIesigode ip I ypisht-Yyup Vaigev: EPesi oi Bigisitste apa Zipase
Ргорепієв ої Те Сагроп Маїегіа! /У.5. ЮБиразома, А.5. НіаІКом, І.5. Капем»кії, М.А. МіКнаїйома е! аї! 60 0 /ЕіеКкіоКпітіуа-2004. - Мої. 40, Мо 4. - б. 415-425).Rgorepiev oi Te Sagrop Maiegia! /U.5. YuByrazoma, A.5. NiaIKom, I.5. Kapemkii, M.A. MiKnaiyoma e! ay! 60 0 /EieKkioKpitiua-2004. - Mine. 40, Mo 4. - b. 415-425).
Існують різні способи модифікації графітового матеріалу. Модифікація поверхні графітових частинок виникає при захисному покритті графітового матеріалу шляхом хімічного окислення та силіцинації |(Мапо, У. Емесів ої тоаїїсайоп оп репогптапсе ої пашгаї! агарніїє соаіейд Бу 510» тюг аподе ої Ійпішт іоп райегієз /У. Мапа, М/.9. Репа, Н.У. Со, 2.Х. Мапо, Х.Н. Гі, М.М. 2пои, М.У. Ми. /Лтапв. Мопієїтоив Меї. бос. Спіпа-2007. - 1339-1342, покритті епоксидною смолою з наступною карбонізацією, металізацією з різними металами, введенням різних добавок у електроліт, наприклад, двоокису вуглецю, ефірів, діоксиду сірки, діоксиду азоту, ненасиченого вініленкарбонату та ін. (Мапо, Н. Спагасієгігайноп ої Сатоп-Соаїей Маїшга! Старніїє аз а І йпішт-There are different ways of modifying the graphite material. The modification of the surface of graphite particles occurs during the protective coating of the graphite material by chemical oxidation and silicination | (Mapo, U. Emesiv oi toaisaiop op repogptapse oi pashgai! agarniiye soaied Bu 510» tyug apode oi Iipisht iop raiegies /U. Mapa, M/.9. Repa, N.U. So, 2.H. Mapo, H.N. Gi, M.M. 2poi, M.U. My. /Ltapv Mopieitoiv Mei. bos. Spipa-2007. - 1339-1342, covers epoxy resin with subsequent carbonization, metallization with various metals, the introduction of various additives into the electrolyte, for example, carbon dioxide, ethers, sulfur dioxide, nitrogen dioxide, unsaturated vinylene carbonate, etc. (Mapo, N. Spagasiehigaynop oi Satop-Soaiei Maishga! Starniie az a And leave-
Іоп Вайегу Аподе Маїетіа! /Н. М/апа, М. Мозніо, Т. Абе, 7. Одиті /9У. ЕІестоспет. бос. - 2002. -Iop Wayegu Apode Maietia! /N. M/apa, M. Moznio, T. Abe, 7. Oditi /9U. Eiestospet. boss. - 2002. -
Мої. 149. - Р. А499-АБ5ОЗ.My. 149. - R. A499-AB5OZ.
В роботі (Заіїдатіпом, Макизица І. Ехрапааріе агарпіе тоаіїісайоп Бу Богіс асій /Макнзиа І.In the work (Zaiidatipom, Makizitsa I. Ehrapaarie agarpie toaiiiisayop Bu Bogis asii / Maknzia I.
Заідатіпом, Маїаїіа М. МакКвітома, апа Мміког М. Амдеєм //). Маїег. Рез. - 2012-Мої. 27, Мо. 7. - Р. 1054-1059. описана модифікація графіту борною кислотою та отримання терморозширеного (ТРГ) графіту. Недоліком такого методу є неможливість досягти рівномірного розподілу борної сполуки шляхом нанесення покриття, що не забезпечує стійкого захисту від окислення.Zaidatipom, Maiaiia M. McKvitoma, apa Mmikog M. Amdeim //). Maieg. Res. - 2012-My. 27, Mo. 7. - R. 1054-1059. the modification of graphite with boric acid and the production of thermally expanded graphite (TRG) are described. The disadvantage of this method is the impossibility of achieving a uniform distribution of the boron compound by applying a coating, which does not provide stable protection against oxidation.
Для ефективного покращення електропровідності та стійкості електрохімічного циклування графітового матеріалу, він піддається модифікації шляхом використання рідкого брому як окислювача (Пат. СМ107487770, МПК СО1В 32/23; НОїЇМ 10/0525; НОМ 4/587. Охідайоп тоаійїїсайоп теїйпоа ої дгарніте педайме еіестоде таїгїепіаї!, дгарпне педаїйме еіесігоде таїгїенпіа! апаTo effectively improve the electrical conductivity and stability of electrochemical cycling of the graphite material, it can be modified by using liquid bromine as an oxidizing agent (Pat. SM107487770, МПК СО1В 32/23; НОиИМ 10/0525; НОМ 4/587. , dgarpne pedaiyme eiesigode taighienpia! apa
ІЖпішт іоп Ббацегу /Хапа У/апоке, Ваї Мап, Снепд Хіпдапа, Ма Зпи,іапо; Вейапду АНаїтапо Тесп Со ца, Міпіопа Епегау Со Це. - з. Мо СМ 20171749522 від 22.08.17; опубл. 19.12.17).Izhpisht iop Bbacegu /Hapa U/apoke, Vai Map, Snapd Hipdapa, Ma Zpy,iapo; Veyapdu ANaitapo Tesp So tsa, Mipiopa Epegau So Tse. - with Mo CM 20171749522 dated 08.22.17; published 19.12.17).
Електрохімічні властивості графітового анода в хімічних джерелах струму, що перезаряджаються, поліпшені шляхом його поверхневої обробки оксидами металів і карбонатом літію. (А.М. Койедода, М. Кадота, Н. Ікша, М. Оспітоїо, апа М. У/акінага.The electrochemical properties of the graphite anode in chemical rechargeable current sources are improved by its surface treatment with metal oxides and lithium carbonate. (A.M. Koyedoda, M. Kadota, N. Iksha, M. Ospitoio, apa M. U/akinaga.
Еппапсетепі ої ВНаїє Сарарійу іп Старнійе Аподе Бу бипасе Моайісайоп м/йН о ліксопіаEppapsetepi oi VNaiye Sarariyu ip Starniye Apode Bu bipase Moayisayop m/yN o lixopia
ЛЕЇестоспет.Боїід-сїайє Ген. - 2005. - Мої. 5. - Р. А275-А278;)Ї. Ключова роль неорганічного інгредієнта на поверхні графіту, такого як літій, натрій, калій, фтор для підвищення продуктивності акумулятора описана в (Стгоицй, Н. З,ипасе-ЙПогіпаївй дгарніїє аподе таїгїегіаї!5 огLEIestospet. Boyid-siaye Gen. - 2005. - Mine. 5. - R. A275-A278 ;)Y. The key role of an inorganic ingredient on the surface of graphite, such as lithium, sodium, potassium, fluorine for increasing battery performance is described in (Stgoitsy, N. Z,ipase-YPogipayiv dgarniie apode taigiegieai!5 og
М-іїоп райцегієвз /Н. Стоції, Т. МаКаїйїта, І. Регідаца, М. Онгама, Н. Мавзпіго, 5. Котаба, апа М.M-iiop Raitsegievz /N. Stotsi, T. MaKaiiita, I. Regidatsa, M. Ongama, N. Mavzpigo, 5. Kotaba, apa M.
Коо) Китадаї. /9. РІногіпе Спет. - 2005. -Мої. 126, Мо 7. - Р. 1111-1116).Koo) Kitadai. /9. РИногипе Сет. - 2005. - Mine. 126, Mo. 7. - R. 1111-1116).
Модифікований природний графіт містить основний шар і шар оболонки в зовнішній оболонці ядра, основний шар являє собою природний графіт, а зазначена оболонка являє собою суміш з силікату алюмінію і монтморилоніту, алюмінієвий силікат формули НОх-51О2-Modified natural graphite contains a core layer and a shell layer in the outer shell of the core, the core layer is natural graphite, and the specified shell is a mixture of aluminum silicate and montmorillonite, an aluminum silicate of the formula Нох-51О2-
АІ2Оз, де ЩА - металевий елемент з лужноземельних елементів і лужних металів (Пат.AI2Oz, where SHHA is a metallic element from alkaline earth elements and alkaline metals (Pat.
СМ103236545 МПК НОМ 4/1393; НОМ 4/62. Машка! дгарипйе м/йй соаїййпЯ тоайісайоп апа ргерагайоп теїнод Шегеої/л7епд Оіао, Хи Зпоціапо; Атрегех Тесппоїоду аЯДСМ) - 3. Мо СМ 20131127226 від 12. 04. 13; опубл. 07.08.13).CM103236545 IPC NO 4/1393; NO. 4/62. Masha! dgarypye m/yy soaiyypYa toayisayop apa rgeragayop teinod Shegeoi/l7epd Oiao, Hy Zpociapo; Atregeh Tesppoiodu aYADSM) - 3. Mo. CM 20131127226 dated 12. 04. 13; published 07.08.13).
Представлені в літературі результати досліджень не підтверджують ефект підвищення характеристик літій-іонного акумулятора, який очікується від запропонованих методів модифікації графіту, а саме не демонструють ефективну працездатність матеріалу негативного електроду при великих струмах процесу інтеркаляції/деінтеркаляції літію. Крім того, всі ці способи складні у виконанні, вимагають наявності складного обладнання, при їх реалізації часто використовуються токсичні матеріали.The research results presented in the literature do not confirm the effect of improving the characteristics of the lithium-ion battery, which is expected from the proposed methods of graphite modification, namely, they do not demonstrate the effective performance of the negative electrode material at high currents of the lithium intercalation/deintercalation process. In addition, all these methods are difficult to perform, require the presence of complex equipment, and toxic materials are often used in their implementation.
Відомий і найбільш близький за технічною суттю спосіб модифікації графіту для використання в літієвих хімічних джерелах струму, що включає нанесення на поверхню графіту модифікуючих добавок з наступною термообробкою, де як модифікатор застосовують продукти піролізу поліядерних сполук а-металів з аміноспиртами, а термообробку проводять при температурах 500-700 "С (Пат. 48383 Україна, МПК (2009) НОїІМ 4/00. Спосіб модифікації графіту для використання в літієвих хімічних джерелах струму Зульфігаров А.О., Андрійко О.0.,A well-known and technically closest method of modifying graphite for use in lithium chemical current sources, which includes the application of modifying additives to the surface of graphite followed by heat treatment, where pyrolysis products of polynuclear compounds of α-metals with amino alcohols are used as a modifier, and heat treatment is carried out at temperatures of 500 -700 "C (Pat. 48383 Ukraine, IPC (2009) NOiIM 4/00. Method of modification of graphite for use in lithium chemical current sources Zulfigarov A.O., Andriyko O.0.,
Супрунчук В.І., Потаскалов В.А., Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" //3з. Мо и200911002, заявл. 30.10.2009, опубл. 10.03. 10. Бюл. Мо 5, 10 р.).Suprunchuk V.I., Potaskalov V.A., National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" //3z. No. 200911002, application 30.10.2009, publ. 10.03. 10. Bull. Mo 5, 10 years).
Обробку "батарейного" графіту ведуть шляхом нанесення на графіт речовин, що каталізують електрохімічну реакцію оборотного впровадження літію в структуру графіту, забезпечуючи підвищення його питомої ємності і покращення стабільності в процесі тривалого використання.Processing of "battery" graphite is carried out by applying substances to the graphite that catalyze the electrochemical reaction of the reversible introduction of lithium into the graphite structure, ensuring an increase in its specific capacity and improving stability during long-term use.
Метод, запропонований в прототипі, має наступні важливі недоліки: - не підтверджена працездатність модифікованого графіту впродовж тривалого циклування; - не продемонстрована ефективна працездатність модифікованого матеріалу негативного електроду при високих струмах процесу інтеркаляції/деінтеркаляції літію;The method proposed in the prototype has the following important drawbacks: - the performance of modified graphite during long-term cycling has not been confirmed; - the effective performance of the modified material of the negative electrode at high currents of the lithium intercalation/deintercalation process has not been demonstrated;
- оборотна ємність модифікованого графіту не достатньо стабільна, впродовж перших 5 циклів вона деградує зі швидкістю 5 мА год./г за цикл. Характер зміни оборотної ємності в часі не поступовий, а хвилеподібний; - необхідність використання складних, токсичних реагентів та енергоємної процедури термообробки.- the reversible capacity of modified graphite is not sufficiently stable, during the first 5 cycles it degrades at a rate of 5 mA h/g per cycle. The nature of the change in reversible capacity over time is not gradual, but wave-like; - the need to use complex, toxic reagents and energy-intensive heat treatment procedures.
Задачею винаходу, який пропонується, є підвищення електрохімічних характеристик негативного електрода на основі графіту шляхом модифікації його поверхні наноструктурованим оксидом цирконію. Практична цінність від використання даного винаходу проявляється в тому, що гальваностатичне циклування акумулятора з неводним електролітом може здійснюватися з високими енергетичними характеристиками в режимі підвищених заряд- розрядних струмових навантажень, збільшується термін служби акумулятора та зменшується ступінь деградації оборотної ємності анода в літій-іонних акумуляторах при багаторазовому використанні.The objective of the proposed invention is to improve the electrochemical characteristics of the graphite-based negative electrode by modifying its surface with nanostructured zirconium oxide. The practical value of the use of this invention is manifested in the fact that galvanostatic cycling of a battery with a non-aqueous electrolyte can be carried out with high energy characteristics in the mode of increased charge-discharge current loads, the service life of the battery increases and the degree of degradation of the reversible capacity of the anode in lithium-ion batteries during repeated use is reduced. use
Для демонстрації позитивного ефекту даного винаходу - модифікації - використовували графіт марки ЕШ2-М, Сертифікат 10274-76. Це електровуглецевий графіт Завальєвського родовища (Україна), з низькою зольністю (не більше 0,5 95 за масою), масова частка заліза в якому не більше 0,15 9.To demonstrate the positive effect of this invention - modification - graphite of the brand ESH2-M, Certificate 10274-76 was used. This is electrocarbon graphite from the Zavalievsky deposit (Ukraine), with a low ash content (not more than 0.5 95 by mass), the mass fraction of iron in which is not more than 0.15 9.
Такий графіт використовується як матеріал анода (негативного електрода) при виготовленні літійіонних джерел струму та як електропровідна добавка при виготовленні катода (позитивного електрода) як в літієвих та літій-іонних (І і-Ре5», ГІ-МпО», С-ГІМп2Ох С-ІГіСоО»), такі в магнієвих електрохімічних системах, наприклад Ма-МпО:», Ма-І іМпгОх та ін.Such graphite is used as an anode (negative electrode) material in the manufacture of lithium-ion current sources and as an electrically conductive additive in the manufacture of a cathode (positive electrode) both in lithium and lithium-ion (I i-Re5», ГИ-Мпо», С-ГИМп2Ох С- ИГиСоО»), such in magnesium electrochemical systems, for example, Ma-MpO:», Ma-I and MpgOx, etc.
Модифікацію проводили наноструктурованим оксидом цирконію (2гО2).The modification was carried out with nanostructured zirconium oxide (2gO2).
Модифікація графіту з оксидом цирконію проводилася в розчинах ізопропілових та ізобутилових спиртів з подальшою термообробкою при температурі 120 та 50076.Modification of graphite with zirconium oxide was carried out in solutions of isopropyl and isobutyl alcohols with subsequent heat treatment at temperatures of 120 and 50076.
Співвідношення порошку графіту і спирту для модифікації брали із масового співвідношення 1:20. Відповідно до заявленого винаходу модифікація графіту здійснювалась наступним чином.The ratio of graphite powder and alcohol for modification was taken from a mass ratio of 1:20. According to the claimed invention, graphite modification was carried out as follows.
Готувалися розчини оксиду цирконію в ізопропіловому або ізобутиловому спирті з концентрацією 270» у розчині 10-12 ммоль/л. Контейнери з отриманими розчинами розміщували на магнітній мішалці та додавали розраховану кількість графіту при безперервномуSolutions of zirconium oxide were prepared in isopropyl or isobutyl alcohol with a concentration of 270% in a solution of 10-12 mmol/l. The containers with the obtained solutions were placed on a magnetic stirrer and the calculated amount of graphite was added under continuous
Зо перемішуванні. Час перемішування становив 2 години. Через 2 години суміш твердих компонентів відділяли від розчину фільтруванням. Фільтрований порошок сушили у вакуумі протягом 10-12 годин при температурі 120 "С. Після вакуумного сушіння графітовий порошок обробляли в термошафі протягом 22-24 годин при температурі 500 "С.From mixing. The mixing time was 2 hours. After 2 hours, the mixture of solid components was separated from the solution by filtration. The filtered powder was dried in a vacuum for 10-12 hours at a temperature of 120 "C. After vacuum drying, the graphite powder was processed in a thermal cabinet for 22-24 hours at a temperature of 500 "C.
З модифікованого таким чином графіту готувались електродні маси. При безперервному енергійному перемішуванні зразок модифікованого графіту вводився в розчин компонента сполучного матеріалу. Перемішування велося протягом 24 годин. Як сполучний матеріал використовували полівініліденфторид марки 6020. Були використані дві композиції мас електродів: 1-80 96 модифікованого графіту, 10 95 ацетиленової сажі, 10 95 полівініленфториду; 2-90 96 модифікованого графіту, 5 96 ацетиленової сажі, 5 95 полівініліденфториду. Підготовлену масу електродів наносили на струмознімач пресуванням. Як струмознімач використовували фольгу наступних матеріалів: міді, нікелю та нержавіючої сталі товщиною 25-50, 75 і 80 мкм відповідно.Electrode masses were prepared from graphite modified in this way. With continuous vigorous stirring, a sample of modified graphite was introduced into the solution of the binder component. Stirring was carried out for 24 hours. Polyvinylidene fluoride brand 6020 was used as a binding material. Two compositions of electrode masses were used: 1-80 96 modified graphite, 10 95 acetylene carbon black, 10 95 polyvinyl fluoride; 2-90 96 of modified graphite, 5 96 of acetylene carbon black, 5 95 of polyvinylidene fluoride. The prepared mass of electrodes was applied to the current collector by pressing. A foil of the following materials was used as a current collector: copper, nickel, and stainless steel with a thickness of 25-50, 75, and 80 microns, respectively.
Електроди сушили до постійної ваги при температурі 90С для видалення М- метилпіролідону.The electrodes were dried to a constant weight at a temperature of 90C to remove M-methylpyrrolidone.
Після цього електроди підпресовували до 150 кг/см? протягом 30 секунд. Остаточну термічну обробку електродів проводили під вакуумом при температурі 120 "С протягом б годин. Як правило, кількість сухої активної речовини становила 2,0-3,0 мг/см.After that, the electrodes were pressed to 150 kg/cm? within 30 seconds. The final heat treatment of the electrodes was carried out under vacuum at a temperature of 120 "C for 2 hours. As a rule, the amount of dry active substance was 2.0-3.0 mg/cm.
Оцінка електрохімічних властивостей негативних електродів проводилася в експериментальних електрохімічних комірках методом гальваностатичного циклування в діапазоні потенціалів від 1,5 до 0,01 В відносно літієвого електрода порівняння.Evaluation of the electrochemical properties of negative electrodes was carried out in experimental electrochemical cells by the method of galvanostatic cycling in the range of potentials from 1.5 to 0.01 V relative to the lithium reference electrode.
Тестування проводилося в 2-х та 3-х електродних комірках призматичної структури та в герметичній дисковій конструкції.Testing was carried out in 2- and 3-electrode cells of a prismatic structure and in a hermetic disk structure.
Корпус призматичної конструкції виготовлений з алюмінієвої фольги, ламінованої полімерним матеріалом з обох сторін. Розмір структури електродів 1,5х1,5 см.The body of the prismatic design is made of aluminum foil laminated with polymer material on both sides. The size of the electrode structure is 1.5x1.5 cm.
Габарити дискової конструкції складають 23,00х2,50 мм.The dimensions of the disc structure are 23.00x2.50 mm.
Електрод на основі графітового композиту був робочим. Допоміжним електродом та електродом порівняння - металевий літій.The electrode based on graphite composite was working. The auxiliary electrode and the reference electrode are metal lithium.
Величина струму заряду складала від 0,1С до 0,5С. Струм розряду змінювався в діапазоні від0,1С до 1сС.The value of the charge current was from 0.1C to 0.5C. The discharge current varied in the range from 0.1С to 1С.
Складання експериментальних електрохімічних елементів та підготовку електролітів проводили в герметичному рукавичному боксі під атмосферою сухого аргону. Як сепаратор використовувався Селгард марки 2325 товщиною 30 мкн.The assembly of experimental electrochemical elements and preparation of electrolytes was carried out in a hermetic glove box under an atmosphere of dry argon. Selgard brand 2325 with a thickness of 30 µm was used as a separator.
Для приготування електролітів використовувалися розчинники: ЕС, ОМС та солі І ІРЕ» іSolvents were used for the preparation of electrolytes: ES, OMS and salts of ИРЕ» and
ПСО.PSO
Зібрані елементи тестувалися за допомогою 32-канального випробувального стенда з комп'ютерною реєстрацією.The assembled elements were tested using a 32-channel test bench with computer registration.
Морфологічні дослідження модифікованих порошків графіту виконані на растровому електронному мікроскопі марки РЕМ-1О6И. Контроль фазового складу проводився методом рентгенофазового аналізу з використанням дифрактометра ДРОН-3 в монохроматизованому бСи-Ка-випромінюванні.Morphological studies of modified graphite powders were performed on a SEM-1O6Y scanning electron microscope. Control of the phase composition was carried out by X-ray phase analysis using a DRON-3 diffractometer in monochromatized bSi-Ka radiation.
Електрохімічні властивості електродів на основі вихідного і модифікованого графіту оцінювалася за такими параметрами: - первинна питома електрохімічна ємність при заряді електрода, - оборотна електрохімічна ємність в процесі гальваностатичного циклування; - незворотна ємність; - середня величина розрядної напруги; - кулонівська ефективність електрохімічного процесу деінтеркаляції/інтеркаляції іонів літію в кристалічну структуру графіту, - швидкість зниження оборотної розрядної ємності за цикл в ході зарядно-розрядного тестування.Electrochemical properties of electrodes based on original and modified graphite were evaluated according to the following parameters: - primary specific electrochemical capacity during electrode charging, - reversible electrochemical capacity in the process of galvanostatic cycling; - irreversible capacity; - the average value of the discharge voltage; - the Coulomb efficiency of the electrochemical process of deintercalation/intercalation of lithium ions into the crystalline structure of graphite, - the rate of reduction of reversible discharge capacity per cycle during charge-discharge testing.
Згідно з технологією, запропонованою в даному винаході, проявляються позитивні ефекти, які мають новизну і практичну цінність: - розрядна ємність негативного електрода на основі модифікованого графіту вище, ніж розрядна ємність негативного електрода на основі немодифікованого графіту; - суттєво покращується оборотна ємність матеріалу при підвищених струмах циклування; - зростає стабільність параметрів електродного процесу при довготривалому циклуванні.According to the technology proposed in this invention, positive effects are manifested that have novelty and practical value: - the discharge capacity of the negative electrode based on modified graphite is higher than the discharge capacity of the negative electrode based on unmodified graphite; - the reversible capacity of the material is significantly improved at increased cycling currents; - the stability of the parameters of the electrode process during long-term cycling increases.
Ці результати підтверджують перевагу запропонованого винаходу.These results confirm the advantage of the proposed invention.
На Фіг. 1 представлені результати скануючої електронної мікроскопії немодифікованогоIn Fig. 1 presents the results of scanning electron microscopy of unmodified
Зо графіту ЄШЯ-М та графіту, модифікованого наноструктурованим оксидом 2гО»5 - (Фіг. 2). Видно, що розмір частинок при різних точках сканування становить від 30 до 40 мкм.From graphite YSHYA-M and graphite modified with nanostructured oxide 2gO»5 - (Fig. 2). It can be seen that the size of the particles at different scanning points is from 30 to 40 μm.
Модифікація з оксидом 2702 призводить до зміни морфології частинок графіту. Форма частинок залишається невизначеною, а розмір кристалітів зменшується. Розмір частинок при різних точках сканування становить від 10 до 25 мкм.Modification with oxide 2702 leads to a change in the morphology of graphite particles. The shape of the particles remains undefined, and the size of the crystallites decreases. The size of the particles at different scanning points ranges from 10 to 25 μm.
Всі випробувані електроди на основі модифікованого графіту демонструють високу активність у реакції електрохімічної інтеркаляції літію в графіті.All tested electrodes based on modified graphite demonstrate high activity in the reaction of electrochemical intercalation of lithium in graphite.
На Фіг. З показані типові зарядно-розрядні характеристики електродів на основі графіту, модифікованого в розчині ізопропілового спирту. Графіки представлені в координатах "Потенціал-Розрядна ємність". Дослідження проводились в комірці Мо 2. Електроліт: 1МIn Fig. C shows the typical charge-discharge characteristics of electrodes based on graphite modified in a solution of isopropyl alcohol. The graphs are presented in "Potential-Discharge capacity" coordinates. The research was carried out in a Mo 2 cell. Electrolyte: 1M
ПРЕв-АГІСІО», ЕК, ДМК (1:1). Ізаряду - 0,2. Ірозряду - 1С. Числа на кривих - номера циклу.PREV-AGISIO", EC, DMK (1:1). Izaryadu - 0.2. And grade - 1C. The numbers on the curves are cycle numbers.
Зарядно-розрядні криві характеризуються наявністю трьох плато при потенціалах нижче 0,25 В, які відповідають процесу інтеркаляції/деінтеграції літію в графітовий композитний матеріал і утворенням інтеркаляційних з'єднань різного фазового складу. Наявність трьох плато на зарядних і розрядних кривих доводить оборотну інтеркаляції літію в структуру модифікованого графіту. За літературними даними для вуглецевих матеріалів плато спостерігається при більш негативних потенціалах (0,1-0,015 В). У нашому випадку більш позитивні потенціали плато можуть бути обумовлені наявністю пасивуючої плівки з оксиду цирконію. Ця плівка, маючи провідність по іонах літію, збільшує сумарний імпеданс систем і відповідно поляризаційний опір електроду.The charge-discharge curves are characterized by the presence of three plateaus at potentials below 0.25 V, which correspond to the intercalation/deintegration process of lithium in the graphite composite material and the formation of intercalation compounds of different phase composition. The presence of three plateaus on the charge and discharge curves proves the reversible intercalation of lithium in the structure of modified graphite. According to literature data for carbon materials, the plateau is observed at more negative potentials (0.1-0.015 V). In our case, more positive potentials of the plateau may be due to the presence of a passivating film of zirconium oxide. This film, having lithium ion conductivity, increases the total impedance of the systems and, accordingly, the polarization resistance of the electrode.
Випробування графітових модифікованих композицій, до складу яких не входить ацетиленова сажа показали, що незворотна ємність на першому зарядному циклі, яка обумовлена розкладанням електроліту на вуглеграфітовому електроді і утворенням пасивуючої плівки, знаходиться приблизно на одному рівні і складає 60-80 мА-год./л. Це обумовлено утворенням в процесі модифікації на поверхні графіту захисної поверхневої плівки.Tests of modified graphite compositions, which do not include acetylene carbon black, showed that the irreversible capacity during the first charging cycle, which is due to the decomposition of the electrolyte on the carbon graphite electrode and the formation of a passivating film, is approximately at the same level and is 60-80 mA-h./l . This is due to the formation of a protective surface film on the graphite surface during the modification process.
Для композицій, виготовлених з модифікованого порошку графіту з додаванням ацетиленової сажі, незворотна ємність має близькі і досить високі значення, на рівні 150-200 мА-год./л. В цьому випадку необоротна ємність пов'язана з розкладанням електроліту на частинках сажі, що входять до складу композитної маси.For compositions made of modified graphite powder with the addition of acetylene carbon black, the irreversible capacity has close and rather high values, at the level of 150-200 mA-h./l. In this case, the irreversible capacity is associated with the decomposition of the electrolyte on the soot particles that are part of the composite mass.
Вплив величини зарядного струму на динаміку зміни розрядної ємності комірки з бо електродом на основі модифікованого у ізопропіловому спирті графіту представлено на фіг. 4.The influence of the amount of charging current on the dynamics of the change in the discharge capacity of a cell with a bo electrode based on graphite modified in isopropyl alcohol is presented in Fig. 4.
Результати доводять, що глибина заряду залежить від величини струму. Зменшення зарядного струму від 0,3С до 0,1С підвищує розрядну ємність (Фіг. 4). Дослідження проводили в електроліті 1М ГіРЕв-ііСІОх, ЕК, ДМК (1:1). Іроз. - 10-0,57 мА. Ізар-0,1С; 2 - Ізар-0,2С; З -The results prove that the depth of charge depends on the magnitude of the current. A decrease in the charging current from 0.3C to 0.1C increases the discharge capacity (Fig. 4). The research was carried out in the electrolyte 1M GiREv-IISiOx, EC, DMK (1:1). Iroz. - 10-0.57 mA. Izar-0.1C; 2 - Izar-0.2C; With -
Ізаг.-0,3С. Комірка Мо 1.Izag.-0.3C. Cell Mo 1.
Збільшення струму заряду до 0,2С призводить до зменшення питомої оборотної розрядної ємності в середньому до 270 мА-год./г, що на 15 95 менше в порівнянні з даними при зарядженні струмом 0,160.An increase in the charge current to 0.2C leads to a decrease in the specific reversible discharge capacity to an average of 270 mAh/g, which is 15 95 less compared to the data when charging with a current of 0.160.
Динаміка зміни розрядної ємності при циклуванні макета Мо 1 ЛІА з модифікованим 2гО»2 графітовим електродом демонструє високі електрохімічні властивості. Дослідження проводилися при постійній, досить високій швидкості розряду, Ір-1С. Видно, що при заряді струмом 0,1С питома оборотна розрядна ємність дорівнює 320-315 мА-год./г.The dynamics of the change in discharge capacity during cycling of the Mo 1 LiA layout with a modified 2gO»2 graphite electrode demonstrates high electrochemical properties. Research was carried out at a constant, fairly high discharge rate, IR-1C. It can be seen that when charged with a current of 0.1C, the specific reversible discharge capacity is 320-315 mA-h/h.
Збільшення струму заряду до 0,23 призводить до зменшення питомої оборотної розрядної ємності в середньому до 270 мА-год./г, що на 15 95 менше в порівнянні з даними при зарядженні струмом 0,160.An increase in the charge current to 0.23 leads to a decrease in the specific reversible discharge capacity to 270 mAh/g on average, which is 15 95 less compared to the data when charging with a current of 0.160.
В табл. 1 представлена залежність оборотної питомої розрядної ємності від величини струму заряду та ступінь падіння оборотної ємності за цикл при струмі розряду 1сС.In the table 1 shows the dependence of the reversible specific discharge capacity on the amount of charge current and the degree of drop of the reversible capacity per cycle at a discharge current of 1cS.
При струмі заряду 0,3С питома оборотна розрядна ємність відразу знижується до 238 мА-год./г і протягом 100 циклів продовжує падати до 168 мА-год./г.At a charge current of 0.3C, the specific reversible discharge capacity immediately drops to 238 mA-h/g and continues to drop to 168 mA-h/g during 100 cycles.
Динаміка зміни розрядної ємності при циклуванні макета Мо 1 ЛІ А з модифікованим 2гО2 графітовим електродом демонструє високі електрохімічні властивості. Дослідження проводилися при постійній, досить високій швидкості розряду, Ір-1С. Видно, що при заряді струмом 0,1С питома оборотна розрядна ємність дорівнює 320-315 мА-год./г.The dynamics of the discharge capacity change during cycling of the Mo 1 Li A model with a modified 2gO2 graphite electrode demonstrates high electrochemical properties. Research was carried out at a constant, fairly high discharge rate, IR-1C. It can be seen that when charged with a current of 0.1C, the specific reversible discharge capacity is 320-315 mA-h/h.
Величина струму заряду впливає як на рівень оборотної ємності і середньої напруги розряду. Збільшення зарядного струму з 0,1С до 0,3С знижує стабільність циклування (табл. 1).The value of the charge current affects both the level of reversible capacity and the average discharge voltage. Increasing the charging current from 0.1C to 0.3C reduces cycling stability (Table 1).
Деградація оборотної ємності змінюється при циклуванні. На початку падіння ємності більш істотні, при тривалому тестуванні швидкість деградації зменшується. Так, протягом 300 циклів ступінь падіння оборотної ємності при заряді Із--0,3 С склала 0, 35 мА-год./г за цикл.The degradation of reversible capacity changes during cycling. At the beginning of the drop, the capacities are more significant, with prolonged testing, the rate of degradation decreases. Thus, during 300 cycles, the degree of drop in reversible capacity at a charge of Iz--0.3 C was 0.35 mAh/g per cycle.
Залежність питомої ємності розряду від номера циклу експериментальних електрохімічних комірок з графітовим анодом, модифікованим 270» у ізопропіловому та ізобутиловому спирті,The dependence of the specific discharge capacity on the cycle number of experimental electrochemical cells with a graphite anode modified by 270" in isopropyl and isobutyl alcohol,
Зо показано на Фіг. 5.Zo is shown in Fig. 5.
Криві 1, 2 - модифікація в ізопропіловому спирті, 1 - комірка Ме 9, Із-0,10-0,075 мА;Curves 1, 2 - modification in isopropyl alcohol, 1 - Me 9 cell, Iz-0.10-0.075 mA;
Іє-10-0,75 тА; 2 - комірка Мо 12, Із-0,20-0,132 мА; Ір-10-0,66 мА. Крива З - модифікація в ізобутиловому спирті, комірка - Мо 1678, Із-0,50-0,41 мА, Ір-1С-0,82 мА.Ie-10-0.75 tA; 2 - Mo 12 cell, Iz-0.20-0.132 mA; IR-10-0.66 mA. Curve C - modification in isobutyl alcohol, cell - Mo 1678, Iz-0.50-0.41 mA, Ir-1C-0.82 mA.
Представлені результати показують, що природа органічного спирту, в якому відбувається модифікація порошку графіту, впливає на електрохімічні властивості негативного електрода.The presented results show that the nature of the organic alcohol in which the graphite powder is modified affects the electrochemical properties of the negative electrode.
Заміна ізопропілового спирту на ізобутиловий спирт значно підвищує стабільність циклування.Replacing isopropyl alcohol with isobutyl alcohol significantly increases cycling stability.
Як видно з Фіг. 5, крива 3, ступінь падіння питомої оборотної ємності при досить високих струмах заряду і розряду (Із--0,5С, Ір-1С) склала 0,04 мА-год./л за цикл. Для електродів, модифікованих в розчині ізопропілового спирту цей показник дорівнює 0,33 мА-год./г за цикл (Мо 9) і 0,24 мА-год./г за цикл (Мо 12).As can be seen from Fig. 5, curve 3, the degree of drop in the specific reversible capacity at fairly high charge and discharge currents (Iz--0.5C, Ir-1C) was 0.04 mA-h/l per cycle. For electrodes modified in a solution of isopropyl alcohol, this indicator is equal to 0.33 mA-h./g per cycle (Mo 9) and 0.24 mA-h./g per cycle (Mo 12).
Динаміку зміни оборотної ємності при різних струмах заряду і постійному розрядному струмі 1С для модифікованих і немодифікованих композитних графітових електродів видно на Фіг. 6, (криві 2-4), де графітовий електрод, модифікований 270». Крива 2 - Із-0,1С; крива З - Із--0,26.The dynamics of changes in reversible capacity at different charge currents and a constant discharge current of 1C for modified and unmodified composite graphite electrodes can be seen in Fig. 6, (curves 2-4), where the graphite electrode, modified 270". Curve 2 - Iz-0.1С; curve З - Из--0.26.
Крива 4 - немодифікований електрод - І-0,1С. Додатково приведена динаміка оборотної ємності для модифікованого електрода при Із-Ір-0,1С (крива 1).Curve 4 - unmodified electrode - I-0.1С. Additionally, the dynamics of the reversible capacity for the modified electrode at Iz-Ir-0.1C (curve 1).
Аналіз експериментальних даних показує, що в разі електродів, на основі графіту, модифікованого порошком 2702 оборотна розрядна ємність при заряді струмом 0,1С і розряді струмом 1С знаходиться на рівні 310-280 мА-год./М. Ступінь зниження ємності складає 0,2-0,33 мА-год./г за цикл. Для електродів на основі немодифікованих графітів оборотна розрядна ємність при заряді струмом 0,1С ї розряді струмом 1С знаходиться на рівні 170-120 мА-:год./г.The analysis of experimental data shows that in the case of electrodes based on graphite modified with 2702 powder, the reversible discharge capacity when charging with a current of 0.1C and discharging with a current of 1C is at the level of 310-280 mA-h./M. The degree of capacity reduction is 0.2-0.33 mA-h/g per cycle. For electrodes based on unmodified graphite, the reversible discharge capacity when charging with a current of 0.1C and discharging with a current of 1C is at the level of 170-120 mA-:h./h.
Ступінь деградації становить 0,8 мА-год./г за цикл.The degree of degradation is 0.8 mAh/g per cycle.
Електрохімічні властивості графіту залежать від природи розчину, в якому відбувається модифікація. Питома ємність електродів, модифікованих в розчині ізопропілового спирту вище, в порівнянні з електродами, модифікованими в розчинах ізобутилового спирту. Ступінь зниження питомої зворотному ємності при циклуванні значно менше для електродів, модифікованих в розчині ізобутилового спирту (табл. 2).The electrochemical properties of graphite depend on the nature of the solution in which the modification takes place. The specific capacity of electrodes modified in a solution of isopropyl alcohol is higher, compared to electrodes modified in solutions of isobutyl alcohol. The degree of reduction in the specific reverse capacitance during cycling is significantly less for electrodes modified in a solution of isobutyl alcohol (Table 2).
Приклади конкретного використання запропонованого винаходуExamples of specific use of the proposed invention
Приклад 1Example 1
Вихідним матеріалом для модифікації служив графіт марки ЕУЗМ, Завальєвського родовища, сертифікат 10274-76. Зазначений матеріал після попередньої термообробки при 250 "С протягом 2 годин піддавався модифікації.The source material for the modification was EUZM grade graphite, Zavalievsky deposit, certificate 10274-76. The specified material was subjected to modification after preliminary heat treatment at 250 "C for 2 hours.
Модифікація графіту проводилася наноструктурованим оксидом цирконію в розчині ізопропілового спирту. Концентрація 2гО2 у розчині 10-12 ммоль/л. Подальша термообробка проводилась в два етапи: - при температурі 120 "С в протягом 10-12 годин, переважно 12 годин; - при температурі 500 "С в протягом 22-24 годин, переважно 24 години.Graphite modification was carried out with nanostructured zirconium oxide in isopropyl alcohol solution. The concentration of 2gO2 in the solution is 10-12 mmol/l. Further heat treatment was carried out in two stages: - at a temperature of 120 "C for 10-12 hours, preferably 12 hours; - at a temperature of 500 "C for 22-24 hours, preferably 24 hours.
На Фіг б представлені результати випробувань електродів, отриманих на основі модифікованого графіту, в умовах представлених в прикладі 1 (крива 2), в порівнянні з результатами випробувань електродів, виготовлених на основі вихідного, немодифікованого графіту (крива 4).Figure b shows the test results of electrodes obtained on the basis of modified graphite, under the conditions presented in example 1 (curve 2), in comparison with the test results of electrodes made on the basis of original, unmodified graphite (curve 4).
Модифікація графіту 27О» в розчині ізопропілового спирту; Ізар.-0,1С; Іроз -1С; електроліт: 1МModification of graphite 27O" in isopropyl alcohol solution; Izar.-0.1C; Irosis -1C; electrolyte: 1M
ПРЕ в--Г СІЮ», ЕК, ДМК (1:3)PRE in--G SIU", EC, DMK (1:3)
На Фіг. 5 представлені дані по впливу струму заряду на характеристики негативного електроду на основі графіту, модифікованого 7702 в ізопропіловому спирті. При постійному, високому струмі розряду (Ір-1С), модифікований електрод демонструє високі електрохімічні властивості при заряді струмом 0,1С, 0,2С та 0,3С.In Fig. 5 presents data on the influence of the charge current on the characteristics of the negative electrode based on graphite modified 7702 in isopropyl alcohol. At a constant, high discharge current (Ir-1С), the modified electrode demonstrates high electrochemical properties when charged with a current of 0.1С, 0.2С and 0.3С.
Приклад 2Example 2
В умовах прикладу 2 модифіковані (за п. 1) в ізопропіловому спирті негативні електроди досліджувалися в електроліті: 1М ГіРЕв--і іСІОх, ЕК, ДМК (1:3) при підвищених струмах заряду, а саме 0,2С та 0,3С.In the conditions of example 2, negative electrodes modified (according to clause 1) in isopropyl alcohol were studied in the electrolyte: 1M GiREv--and iSiOx, EC, DMK (1:3) at increased charge currents, namely 0.2C and 0.3C.
На Фіг. 5 представлені дані по впливу струму заряду на величину оборотної ємності модифікованого графітового електрода. При постійному, високому струмі розряду (Ір-10С), модифікований електрод демонструє високі електрохімічні властивості при заряді струмом 0,1С, 0,2С та 0,3С. Динаміка зміни оборотної ємності при довготривалому циклуванні для зазначених зарядних струмах зіставлена на Фіг. 5, крива З та Фіг. 6, криві 2, 3.In Fig. 5 presents data on the influence of the charge current on the reversible capacity of the modified graphite electrode. At a constant, high discharge current (Ir-10С), the modified electrode demonstrates high electrochemical properties when charged with a current of 0.1С, 0.2С and 0.3С. The dynamics of change in reversible capacity during long-term cycling for the specified charging currents is shown in Fig. 5, curve Z and Fig. 6, curves 2, 3.
Приклад ЗExample C
В умовах прикладу З модифікація графіту проводилася наноструктурованим оксидомIn the conditions of example C, graphite was modified with a nanostructured oxide
Зо цирконію (по прикладу 1), в розчині ізобутилового спирту. На Фіг. 5, крива З та Фіг. 6, крива 4 представлені порівняльні характеристики негативних електродів на основі модифікованого і не модифікованого графіту.From zirconium (according to example 1), in a solution of isobutyl alcohol. In Fig. 5, curve Z and Fig. 6, curve 4 presents the comparative characteristics of negative electrodes based on modified and unmodified graphite.
Представлені дані показують, що електрод на основі графіту, модифікованого в ізобутиловому спирті стабільно циклується до 380 циклів з незначним зниженням ємності, в той час, як електрод на основі немодифікованого графіту має нестабільні характеристики при циклуванні. Слід зазначити, що струм заряду модифікованого електрода складає 0,5С, а немодифікованого в п'ять разів менше - 0,16.The data presented show that the isobutyl alcohol-modified graphite electrode is stably cycled up to 380 cycles with little capacity loss, while the unmodified graphite electrode has unstable cycling characteristics. It should be noted that the charge current of the modified electrode is 0.5C, and the unmodified one is five times less - 0.16.
Встановлено залежність електрохімічних властивостей графіту від природи розчину, в якому відбувається модифікація. Питома ємність електродів, модифікованих в розчині ізопропілового спирту вище (Фіг. б, криваг), в порівнянні з електродами, модифікованими в розчинах ізобутилового спирту (Фіг. б, крива 3). Ступінь зниження питомої оборотної ємності при циклуванні значно менший у електродах, модифікованих в розчині ізобутилового спирту.The dependence of the electrochemical properties of graphite on the nature of the solution in which the modification takes place was established. The specific capacity of electrodes modified in a solution of isopropyl alcohol is higher (Fig. b, curve 3), compared to electrodes modified in solutions of isobutyl alcohol (Fig. b, curve 3). The degree of reduction of the specific reversible capacity during cycling is much smaller in electrodes modified in a solution of isobutyl alcohol.
Експериментально доведено, що поверхнева високотемпературна модифікація оксидом 7702 покращує стабільність циклування. Ресурс працездатності негативного електрода, модифікованого в ізопропіловому спирті склав 1300 циклів, ступінь зниження ємності в процесі циклування - 0,031 мАгод./г за цикл. У випадку ізобутилового спирту ці показники становлять 1650 циклів та 0,02 мА-год./г за цикл відповідно.It has been experimentally proven that surface high-temperature modification with 7702 oxide improves cycling stability. The service life of the negative electrode modified in isopropyl alcohol was 1300 cycles, the degree of capacity reduction during cycling was 0.031 mAh/g per cycle. In the case of isobutyl alcohol, these figures are 1650 cycles and 0.02 mAh/g per cycle, respectively.
Показано вплив поверхневої модифікації графіту оксидом цирконію на величину оборотної ємності при підвищених струмах заряду та розряду. Оборотна ємність модифікованих електродів при заряді струмом 0,2С та розряді струмом 1С знаходиться на рівні 260-240 мА-год./г, для немодифікованих - нарівні 120 мА-год./г.The influence of the surface modification of graphite with zirconium oxide on the value of reversible capacity at increased charge and discharge currents is shown. The reversible capacity of modified electrodes when charging with a current of 0.2C and discharging with a current of 1C is at the level of 260-240 mA-h./g, for unmodified ones - equal to 120 mA-h./g.
Найкращі результати щодо величини оборотної розрядної ємності були отримані на графітах, модифікованих в ізопропіловому спирті. Для таких електродів, при заряді струмом 0,10сС, розрядна ємність при струмі розряду від 1С до 1,5 В становить 330-320 мА/г. Збільшення струму заряду до 0,23 зменшило розрядну ємність, отриману при високому струмі від 1С до 270-250 мА/г.The best results regarding the value of reversible discharge capacity were obtained on graphites modified in isopropyl alcohol. For such electrodes, when charged with a current of 0.10 C, the discharge capacity at a discharge current of 1 C to 1.5 V is 330-320 mA/g. Increasing the charge current to 0.23 reduced the discharge capacity obtained at a high current of 1C to 270-250 mA/g.
Модифікований таким чином графітовий матеріал далі може бути використаний для виготовлення негативного електрода літій-іонного акумулятора за стандартною технологією, та як електропровідна добавка при виготовленні катода (позитивного електрода) як в літієвих (І і-The graphite material modified in this way can then be used for the manufacture of the negative electrode of a lithium-ion battery according to standard technology, and as an electrically conductive additive in the manufacture of the cathode (positive electrode) as in lithium (I and
Ееб», П-МпО», С-ІіМпгОз С-гіСоО»), так і в інших електрохімічних системах, наприклад Ма-Eeb", P-MpO", C-IiMpgOz C-giSoO"), as well as in other electrochemical systems, for example Ma-
МпоО», Ма-ГіМпгОх.MpoO", Ma-GiMpgOh.
Таким чином запропонований спосіб модифікації графіту дозволяє суттєво покращити питому оборотну розрядну ємність негативного електроду при високих струмах заряду та розряду, зменшити ступінь деградації розрядної ємності при зарядно-розрядному циклуванні.Thus, the proposed method of graphite modification makes it possible to significantly improve the specific reversible discharge capacity of the negative electrode at high charge and discharge currents, to reduce the degree of degradation of the discharge capacity during charge-discharge cycling.
Це дає можливість значно збільшити потужність та ресурс працездатності літієвого джерела струму.This makes it possible to significantly increase the capacity and service life of the lithium current source.
Таблиця 1Table 1
Залежність оборотної питомої розрядної ємності від величини струму заряду та ступінь падіння оборотної ємності за цикл при струмі розряду 1 С.Dependence of the reversible specific discharge capacity on the value of the charge current and the degree of drop of the reversible capacity per cycle at a discharge current of 1 C.
Питома розрядна ємність, Ступінь падіння оборотної шк ши о ТТ з ПО ТЯ Я ПОН сто ПОSpecific discharge capacity, The degree of fall of the reversible shshi o TT with PO TIA I MON hundred PO
Таблиця 2Table 2
Електрохімічні характеристики експериментальних електрохімічних комірок з графітовими електродами, модифікованими 2702Electrochemical characteristics of experimental electrochemical cells with graphite electrodes modified 2702
А,AND,
МА-год./г. за цикл 71 | о5 | Згб2 | 3156 | 3178| - | - | - | - | - 72 | 06 | 3172 | 316,5 | 3123 | 3097| - | - | - ї - 73 | 05 | З2г91 | 327,р9 | 3258 | 32416| -: | | її 74 | оз | 9315 3304 | Зав | Заба| - | - | - | - 79 | 093 | з301 | 332,7 | 326,8 | 288,8 | 2674 | 256,5 | 2559| - 71 | оми8 | 2798 | 276,5 | 2723 | 2707| - | - | - | - 72 | 06 | 3172 | 316,5 | 3123 | 3096 - | - | - | - 73 | 062 | 2755 | 2714 | 2624 | 2457 | 1848 | 1664 | 1498| - ло | 0007 | з051 / 3202 | 3305 | 3400 | 327,9 31452919 - 71 1 045 | 238,8 | 211,6 | 200,5 | 178,3 | 160,3 | 150,6 | 1495) - 1117 Режим циклування: Ізар-0,5 С, Іроз-10,5 С Модифікуючий розчин - ізобутиловий спиртMA-hours/year per cycle 71 | o5 | Zgb2 | 3156 | 3178| - | - | - | - | - 72 | 06 | 3172 | 316.5 | 3123 | 3097| - | - | - th - 73 | 05 | Z2g91 | 327, p9 | 3258 | 32416| -: | | her 74 | oz | 9315 3304 | In charge | Fun - | - | - | - 79 | 093 | from 301 | 332.7 | 326.8 | 288.8 | 2674 | 256.5 | 2559| - 71 | ohms8 | 2798 | 276.5 | 2723 | 2707| - | - | - | - 72 | 06 | 3172 | 316.5 | 3123 | 3096 - | - | - | - 73 | 062 | 2755 | 2714 | 2624 | 2457 | 1848 | 1664 | 1498| - lo | 0007 | z051 / 3202 | 3305 | 3400 | 327.9 31452919 - 71 1 045 | 238.8 | 211.6 | 200.5 | 178.3 | 160.3 | 150.6 | 1495) - 1117 Cycle mode: Izar-0.5 C, Iroz-10.5 C Modifying solution - isobutyl alcohol
І 1678 | 005 | 152,7 | 151,8 | 955 |ї531| - | - | - | -And 1678 | 005 | 152.7 | 151.8 | 955 |и531| - | - | - | -
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201812915A UA125693C2 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Method of modifying graphite for electrodes of chemical current sources with non-aqueous electrolyte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201812915A UA125693C2 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Method of modifying graphite for electrodes of chemical current sources with non-aqueous electrolyte |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA125693C2 true UA125693C2 (en) | 2022-05-18 |
Family
ID=89835861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201812915A UA125693C2 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Method of modifying graphite for electrodes of chemical current sources with non-aqueous electrolyte |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA125693C2 (en) |
-
2018
- 2018-12-26 UA UAA201812915A patent/UA125693C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Su et al. | Strategies of removing residual lithium compounds on the surface of Ni‐rich cathode materials | |
| JP4752992B2 (en) | Anode material for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| WO2015098551A1 (en) | Solid-state lithium battery, solid-state lithium battery module, and method for producing solid-state lithium battery | |
| CN103563008A (en) | Solid electrolyte material, solid cell, and method for manufacturing solid electrolyte material | |
| CN1893149A (en) | Composite particle for lithium rechargeable battery, manufacturing method of the same, and lithium rechargeable battery using the same | |
| US20130095386A1 (en) | Metal Fluoride Electrode Protection Layer and Method of Making Same | |
| CN111864207A (en) | All-solid-state battery | |
| JP4496366B2 (en) | Negative electrode material for polymer solid electrolyte lithium secondary battery and method for producing the same | |
| Peng et al. | Amorphous carbon nano-interface-modified aluminum anodes for high-performance dual-ion batteries | |
| KR102204928B1 (en) | Active lithium reservoir for lithium-ion batteries | |
| JP5677779B2 (en) | Solid lithium ion secondary battery | |
| WO2020034875A1 (en) | Sulfur-based positive electrode active material for use in solid-state battery, preparation for material, and applications thereof | |
| JP2015515728A (en) | Rechargeable magnesium battery active material | |
| Teng et al. | Al–Li alloys as bifunctional sacrificial lithium sources for prelithiation of high-energy-density Li-ion batteries | |
| CN106104860B (en) | Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| CN107078274B (en) | Positive electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery using same | |
| JP2012059541A (en) | Lithium battery | |
| CN111788720A (en) | Laminate and method for producing same | |
| Fang et al. | Room temperature surface-engineering enabling stability of high-energy-density lithium batteries | |
| JP2013105649A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| UA125693C2 (en) | Method of modifying graphite for electrodes of chemical current sources with non-aqueous electrolyte | |
| JP2015037054A (en) | Lithium ion secondary battery | |
| CN108878800B (en) | Negative electrode active material for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery | |
| Arif et al. | Molybdenum-doped lithium vanadium phosphate (Li3Mo x V2− x (PO4) 3/C) as cathode material in lithium ion batteries | |
| KR101994878B1 (en) | Positive electrode for solid lithium ion secondary battery, and solid lithium ion secondary battery comprising the same |