ИСТИНА

Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) – наиболее мощные и энергоемкие среди перезаряжаемых электрохимических систем. Сфера их применения весьма широка: от портативных электронных устройств до крупных систем хранения энергии и электротранспорта. В зависимости от назначения ЛИА приоритетными становятся те или иные характеристики (мощность, энергия, ресурс). Наряду с экспериментальным поиском оптимума характеристик все большее значение приобретает расчетный путь с использованием математических моделей, входными параметрами которой являются фундаментальные характеристики компонентов ЛИА, в том числе коэффициент диффузии (D) лития в электродных материалах. Корректное определение коэффициента диффузии требует учета особенностей геометрии электродной системы, фазового состава, структуры и морфологии электродного материала. Нами был разработан ряд теоретических подходов к описанию электроаналитического отклика интеркаляционного электрода в рамках методов импульсного потенцио- и гальваностатического включения, циклической вольтамперометрии и спектроскопии электродного импеданса. Предложенные теоретические подходы были использованы для определения D в ряде пленочных (LixC6, LixSn, LixTiO2, LixWO3) и дисперсных композитных (LiMyMn2-yO4, LiFePO4, Li3V2(PO4)3) электродных материалов в условиях варьирования концентрации лития (x) и потенциала электрода (E). Подтверждено влияние фазового состава электродного материала на характер зависимостей D(E). Так, для соединений с широкой областью гомогенности твердых растворов наблюдались монотонные зависимости, тогда как при образовании химических соединений и разрыве сплошности твердых растворов наблюдались в разной степени выраженные экстремальные зависимости D(E).