Vol. 51 (2015), Issue 3, p. 93-99

Особенности электрохимического преобразования композиции LiMn2O4 с углеродным наполнителем Norit в модельном литиевом аккумуляторе

Апостолова Р.Д., Песков Р.П., Шембель Е.М.

Abstract

УДК 541.136

 

В эффективности электрохимического преобразования полупроводниковой шпинели LiMn2O4 в литиевом аккумуляторе существенную роль играет электропроводная добавка. В данной работе для улучшения разрядных характеристик шпинели LiMn2O4 в тонкослойных электродах использована углеродная добавка Norit с частицами субмикронного размера. Композиции шпинели с этой добавкой обеспечивают в редокс-реакции с литием в электролите ЭК, ДМК, 1М LiClO4 разрядную емкость более 100 мАч/г при высокой скорости разряда (более 10 С). Падение емкости происходит после достижения 200 циклов. Причины падения емкости при циклировании, а также при пониженной температуре анализировали с помощью импедансной спектроскопии. Выявлена ключевая роль переноса зарядов через границу раздела поверхностная пленка SEI/шпинельный композит и диффузии ионов лития в объеме электрода в падении разрядной емкости при интеркаляции/деинтеркаляции ионов лития в шпинельный композит/из шпинельного композита.

 

Ключевые слова: литий-марганцевая шпинель, литиевый аккумулятор, разрядная емкость, тонкослойный электрод, углеродный наполнитель Norit.

 

 

Conductive fillers play the essential role in the efficiency of the electrochemical performance of the semiconducting LiMn2O4 spinel in a lithium accumulator. In this research, to improve the discharge characteristics of LiMn2O4 spinel in a thin-layer electrode, Norit with submicron size of the particles was used as a filler. The compositions of the spinel with that filler ensure a discharge capacity more than 100 mAh/g at a high discharge rate (more than 10 C) in the redox reaction with lithium in electrolytes of EC, DMC, 1M LiClO4. The lowering of the capacity takes place after the 200th cycle. The causes of that lowering at cycling and at the dropping of temperature were analyzed via the impedance spectroscopy. The efficient resistance of the charge transfer through the interface spinel composite electrode/electrolyte surface and the diffusion of Li+ play the key role in degradation processes at intercalation/deintercalation of Li ions in/from the spinel composite.

 

Keywords: lithium-manganese spinel, lithium accumulator, discharge capacity, thin-layer electrode, carbon filler Norit.

 

 

Download full-text PDF. 507 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.