химические источники тока

Автор Одинцов максим 241, Четверг, марта 23, 2023, 19:27:52

« предыдущая тема - следующая тема »
Вниз

Одинцов максим 241

Четверг, марта 23, 2023, 19:27:52 Последнее редактирование: Четверг, марта 23, 2023, 19:52:15 от Одинцов максим 241
Тема: "Химические источники тока"
Исполнитель: Одинцов Максим Александрович, гр. 241-об,
Научный руководитель - Русинов Владислав Леонидович, СКБ "Промышленная робототехника и автоматизация".

Впервые принципиальная возможность создания литиевых аккумуляторов на основе способности дисульфида титана или дисульфида молибдена включать в себя ионы лития при разряде аккумулятора и экстрагировать их при зарядке была показана в 1970 году Майклом Стэнли Уиттингемом. Существенным недостатком таких аккумуляторов являлось низкое напряжение -- 2,3 В и высокая пожароопасность вследствие образования дендритов металлического лития, замыкающих электроды.

Позднее Дж. Гуденафом были синтезированы другие материалы для катода литиевого аккумулятора -- кобальтит лития LixCoO2 (1980 год), феррофосфат лития LiFePO4 (1996 год). Преимуществом таких аккумуляторов является более высокое напряжение -- около 4 В.

Современный вариант литий-ионного аккумулятора с анодом из графита и катодом из кобальтита лития изобрёл в 1991 году Акира Ёсино. Первый литий-ионный аккумулятор по его патенту выпустила корпорация Sony в 1991 году.

В настоящее время ведутся исследования по поиску материалов на основе кремния и фосфора, обеспечивающих повышенную ёмкость интеркалирования ионов лития и по замене ионов лития на ионы натрия.

Другие исследования уменьшают эффект старения и повышают срок эксплуатации. Например, использование бис-имино-аценафтехинон-парафенилена (Bis-imino-acenaphthenequinone-Paraphenylene, BP) позволит сохранить 95 процентов ёмкости аккумулятора даже после 1700 циклов зарядки

Изобретение относится к водному электролитическому раствору, используемому для водной литий-ионной аккумуляторной батареи. Согласно изобретению водный электролитический раствор содержит по меньшей мере один катион металла, выбранный из иона алюминия, иона титана, иона марганца, иона цинка, иона галлия, иона иттрия, иона циркония, иона индия, иона лантана, иона церия, иона неодима и иона гафния, в таком количестве, что его содержание составляет более 0 моль и не более 0,01 моль на килограмм водного электролитического раствора, в дополнение к иону лития и по меньшей мере одному аниону на основе имида. Техническим результатом является предотвращение электролиза водного электролитического раствора на поверхности анода при зарядке/разрядке водной литий-ионной аккумуляторной батареи. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 23 ил., 16 пр.
дный электролитический раствор, используемый для водной литий-ионной аккумуляторной батареи, при этом водный электролитический раствор содержит:

воду;

ион лития;

по меньшей мере один анион на основе имида, выбранный из аниона TFSI и аниона FSI; и

по меньшей мере один катион металла, выбранный из иона алюминия, иона титана, иона марганца, иона цинка, иона галлия, иона иттрия, иона циркония, иона индия, иона лантана, иона церия, иона неодима и иона гафния,

причем уровень рН водного электролитического раствора составляет от 3 до 12, и

содержание катиона металла составляет более 0 моль и не более 0,01 моль на килограмм водного электролитического раствора.

2. Водный электролитический раствор по п. 1, в котором катион металла представляет собой ион гафния.

3. Водный электролитический раствор по п. 1, в котором катион металла представляет собой по меньшей мере один катион металла, выбранный из иона церия и иона неодима, и

содержание катиона металла составляет не менее 0,0008 моль на килограмм водного электролитического раствора.

4. Водная литий-ионная аккумуляторная батарея, содержащая:

катод;

анод и

водный электролитический раствор по п. 1.

5. Водная литий-ионная аккумуляторная батарея по п. 4, в которой

анод содержит в качестве анодного активного материала по меньшей мере один оксид, содержащий титан, выбранный из титаната лития и оксида титана.

6. Водная литий-ионная аккумуляторная батарея по п. 4 или 5, в которой

анод включает в себя слой анодного активного материала, содержащий анодный активный материал и токопроводящую добавку, и

токопроводящая добавка образована из материала с более высокой работой выхода по сравнению с работой выхода металла, образующего катион металла, содержащийся в водном электролитическом растворе.

7. Водная литий-ионная аккумуляторная батарея по п. 6, в которой токопроводящая добавка образована из углеродного материала.

8. Водная литий-ионная аккумуляторная батарея по п. 4 или 5, в которой

анод включает в себя коллектор анодного тока, а

участок поверхности коллектора анодного тока, находящийся в контакте с водным электролитическим раствором, образован из материала, который, главным образом, состоит по меньшей мере из одного материала, выбранного из группы, состоящей из Al, Ti, Pb, Zn, Sn, Mg, Zr и In.

Вверх