|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Темплатный синтез неграфитизируемого углерода для натрий ионных аккумуляторовтезисы доклада
- Авторы: Фефелов М.А., Лакиенко Г.П., Бобылева З.В., Дрожжин О.А.
- Сборник: Сборник тезисов 15-ой Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология»
- Тезисы
- Год издания: 2023
- Аннотация: Натрий-ионные аккумуляторы (НИА) являются одними из самых перспективных пост-литиевых аккумуляторов на сегодняшний день. Они обладают рядом преимуществ перед другими пост-литиевыми системами, а также непосредственно и перед литий-ионными аккумуляторами. Так, например, НИА более экологичные и менее дорогие, за счет большей распространенности натрия в земной коре. Для коммерциализации технологии необходимы анодные материалы с высокой кулоновской эффективностью, большой удельной емкостью и хорошей стабильностью. «Твердый углерод» (hard carbon) – является неграфитизируемой формой углерода, в структуре которой присутствуют разупорядоченные графеноподобные слои. Разупорядоченность структуры «твердого углерода» позволяет катионам натрия интеркалировать в увеличенное межплосткостное пространство углерода, а также занимать другие позиции (например, адсорбироваться внутри закрытых пор). Данный материал является наилучшим кандидатом на роль анодного материал в НИА, так как обладает высокой электрохимической емкостью в отличие от графита, в структуру которого практически не внедряются ионы натрия [1]. Существует множество методов синтеза неграфитизируемого углерода, часть из которых направлена на увеличение удельной емкости «твердого» углерода. Одним из подходов является синтез материала с большим количеством микропор, что, по предположениям научного сообщества, способствует образованию нанокластеров металлического натрия внутри микропор при заряде электрохимической ячейки. Для создания материала с большим количеством микропор используют темплатный метод синтеза, в котором, например, в качестве темплата может использоваться глюконат или цитрат магния. Такой подход позволяет получить материалы с очень большой удельной емкостью до 480 мАч/г [2]. Целью данной работы является осуществление темплатного синтеза «твердого» углерода с большой удельной емкостью с использованием источников диоксида кремния, после удаления которого в структуре «твердого» углерода способны образовываться микропоры. Для получения «твердого» углерода была использована гидротермальная карбонизация раствора глюкозы с последующим высокотемпературным отжигом. Для увеличения микропористости в систему вводили ТЭОС или водный золь диоксида кремния. После первого отжига темплат удаляли в плавиковой кислоте, затем материал подвергался повторному отжигу. Образцы были проанализированы с помощью методов БЭТ, рентгеновской дифракции и растровой электронной микроскопии. Также были проведены электрохимические испытания полученных материалов в натриевой и литиевой полуячейках. Полученные образцы показывают разрядную емкость 251 мАч/г и кулоновскую эффективность на первом цикле 56% для материала на основе ТЭОСа и разрядную емкость 204 мАч/г кулоновскую эффективность на первом цикле 63% для материала на основе водного золя диоксида кремния.
- Добавил в систему: Фефелов Михаил Алексеевич