Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторів
Навіть часткова заміна графіту в аноді літій-іонних акумуляторів кремнієм дозволяє суттєво підвищити їхню питому енергію. Але проблемою є замалий ресурс цикліювання таких акумуляторів через прискорену деградацію рідкого органічного електроліту з традиційним гексафторофосфатом літію, особливо при пі...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine
2021-02-01
|
| Series: | Хімія, фізика та технологія поверхні |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/580 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1850060763861876736 |
|---|---|
| author | S. P. Kuksenko H. O. Kaleniuk Yu. O. Tarasenko M. T. Kartel |
| author_facet | S. P. Kuksenko H. O. Kaleniuk Yu. O. Tarasenko M. T. Kartel |
| author_sort | S. P. Kuksenko |
| collection | DOAJ |
| description |
Навіть часткова заміна графіту в аноді літій-іонних акумуляторів кремнієм дозволяє суттєво підвищити їхню питому енергію. Але проблемою є замалий ресурс цикліювання таких акумуляторів через прискорену деградацію рідкого органічного електроліту з традиційним гексафторофосфатом літію, особливо при підвищених температурах. Предметом обговорень і подальших досліджень залишаються процеси за участі природно утвореного оксидного шару на поверхні кремнію при виготовленні та електрохімічному літіюванні–делітіюванні Si-вмісних електродів. Серед найбільш перспективних напрямків вирішення проблеми практичного застосування кремнію розглядаються нові добавки до електроліту та полімерні зв’язуючі для електродних мас. У роботі показана здатність триметилсилілізоціанату (з аміносилановою та ізоціанатною функціональними групами), як добавки до рідкого органічного електроліту (LiPF6/фторетиленкарбонат + етилметилкарбонат + вініленкарбонат + етиленсульфіт), видаляти з нього HF та дезактивувати утворювану сполуку PF5, яка погіршує термічну стабільність фторетиленкарбонату. Цим вдається підвищити електрохімічні параметри напівелементів з гібридним графіт-нанокремнієвим робочим електродом при використанні зв’язуючих на водній основі – карбоксиметилцелюлози та бутадієнстирольного каучука. Добавка триметилсилілізоціанату значно покращує утримуваність оборотної ємності гібридних електродів та зменшує накопичену необоротну ємність при тривалому цикліюванні при звичайній температурі, а також після витримки при 50 °С, і тому є ефективною для використання у високоенергоємних літій-іонних акумуляторах.
|
| format | Article |
| id | doaj-art-b6dcc22ae75344beb9462ac0d92cca6d |
| institution | DOAJ |
| issn | 2079-1704 2518-1238 |
| language | English |
| publishDate | 2021-02-01 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine |
| record_format | Article |
| series | Хімія, фізика та технологія поверхні |
| spelling | doaj-art-b6dcc22ae75344beb9462ac0d92cca6d2025-08-20T02:50:27ZengChuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of UkraineХімія, фізика та технологія поверхні2079-17042518-12382021-02-0112110.15407/hftp12.01.067Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторівS. P. Kuksenko0H. O. Kaleniuk1Yu. O. Tarasenko2M. T. Kartel3Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук УкраїниІнститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук УкраїниІнститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук УкраїниІнститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України Навіть часткова заміна графіту в аноді літій-іонних акумуляторів кремнієм дозволяє суттєво підвищити їхню питому енергію. Але проблемою є замалий ресурс цикліювання таких акумуляторів через прискорену деградацію рідкого органічного електроліту з традиційним гексафторофосфатом літію, особливо при підвищених температурах. Предметом обговорень і подальших досліджень залишаються процеси за участі природно утвореного оксидного шару на поверхні кремнію при виготовленні та електрохімічному літіюванні–делітіюванні Si-вмісних електродів. Серед найбільш перспективних напрямків вирішення проблеми практичного застосування кремнію розглядаються нові добавки до електроліту та полімерні зв’язуючі для електродних мас. У роботі показана здатність триметилсилілізоціанату (з аміносилановою та ізоціанатною функціональними групами), як добавки до рідкого органічного електроліту (LiPF6/фторетиленкарбонат + етилметилкарбонат + вініленкарбонат + етиленсульфіт), видаляти з нього HF та дезактивувати утворювану сполуку PF5, яка погіршує термічну стабільність фторетиленкарбонату. Цим вдається підвищити електрохімічні параметри напівелементів з гібридним графіт-нанокремнієвим робочим електродом при використанні зв’язуючих на водній основі – карбоксиметилцелюлози та бутадієнстирольного каучука. Добавка триметилсилілізоціанату значно покращує утримуваність оборотної ємності гібридних електродів та зменшує накопичену необоротну ємність при тривалому цикліюванні при звичайній температурі, а також після витримки при 50 °С, і тому є ефективною для використання у високоенергоємних літій-іонних акумуляторах. https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/580нанокремнійсинтетичний графітполімерні зв’язуючі на водній основігексафторофосфат літіюфторетиленкарбонатрідкий органічний електроліт |
| spellingShingle | S. P. Kuksenko H. O. Kaleniuk Yu. O. Tarasenko M. T. Kartel Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторів Хімія, фізика та технологія поверхні нанокремній синтетичний графіт полімерні зв’язуючі на водній основі гексафторофосфат літію фторетиленкарбонат рідкий органічний електроліт |
| title | Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторів |
| title_full | Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторів |
| title_fullStr | Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторів |
| title_full_unstemmed | Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторів |
| title_short | Вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій-іонних акумуляторів |
| title_sort | вплив електролітної добавки триметилсилілізоціанату на властивості електрода з нанокремнієм для літій іонних акумуляторів |
| topic | нанокремній синтетичний графіт полімерні зв’язуючі на водній основі гексафторофосфат літію фторетиленкарбонат рідкий органічний електроліт |
| url | https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/580 |
| work_keys_str_mv | AT spkuksenko vplivelektrolítnoídobavkitrimetilsilílízocíanatunavlastivostíelektrodaznanokremníêmdlâlítíjíonnihakumulâtorív AT hokaleniuk vplivelektrolítnoídobavkitrimetilsilílízocíanatunavlastivostíelektrodaznanokremníêmdlâlítíjíonnihakumulâtorív AT yuotarasenko vplivelektrolítnoídobavkitrimetilsilílízocíanatunavlastivostíelektrodaznanokremníêmdlâlítíjíonnihakumulâtorív AT mtkartel vplivelektrolítnoídobavkitrimetilsilílízocíanatunavlastivostíelektrodaznanokremníêmdlâlítíjíonnihakumulâtorív |