ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ ДЕЛІТУВАННЯ БІНАРНИХ LiAl, Li3Al2, Li9Al4 ТА ЛЕГОВАНИХ БОРОМ ФАЗ

V. Kordan, V. Milashius, I. Tarasiuk, G. Dmytriv, V. Pavlyuk

Анотація


Методами рентгенівської дифракції порошку і скануючої електронної мікроскопії вивчено процеси електрохімічного делітування бінарних інтерметалідів LiAl, Li3Al2, Li9Al4 та їхніх легованих бором похідних. Під час електрохімічного делітування усі досліджені фази проявляють здатність до виділення літію, найбільший вміст мобільного літію мають електроди на основі Li9Al4 та Li9Al4-уBу. Оборотні кількості літію при делітуванні становлять 0,16 Li/ф.о. для LiAl, 0,52 Li/ф.о. для Li3Al2, 1,6 Li/ф.о. для Li9Al4. Леговані бором фази демонструють більші значення електрохімічно активного літію: 0,18 Li/ф.о. у LiAl1-уBу, 0,61 Li/ф.о. у
Li3Al2-уBу, 1,8 Li/ф.о. у Li9Al4-уBу. Після 50 циклів оборотного делітування/літування простежується збільшення пористості поверхні зерен та суттєва аморфізація електрода (розмір зерен 80‒500 нм), що проявляється у значному розширенні профілю дифракційних піків та появі аморфних гало на дифрактограмах. Посилення агрегації маленьких частинок відбувається внаслідок аморфізації матеріалу та часткової взаємодії поверхні електрода з електролітом.

 

Ключові слова: синтез, тверді розчини заміщення, електрохімічне делітування, літій-йонні акумулятори.


Повний текст:

PDF

Посилання


Lindsay M. J., Wang G.X., Liu H. K. Al-based anode materials for Li-ion batteries // J. Power Sources. 2003. Vol. 119. P. 84–87. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7753(03)00130-7

Sun Z. H., Chen Z. F., Fu Q. W., Jiang X. Y. Aluminum alloy anode materials for Li-ion batteries // IOP Conf. Ser.: Mat. Sci. Eng. 2017. Vol. 182. P. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/182/1/012011

Su Y. C., Yan J., Lu. P. T. Thermodynamic analysis and experimental research on Li intercalation reactions of the intermetallic compound Al2Cu // Solid State Ionics. 2006. Vol. 177. P. 507–513. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ssi.2005.12.007

Rao B. M. L., Francis R. W., Christopher H. A. Lithium–Aluminum Electrode // J. Electrochem. Soc. 1977. Vol. 124(10). P. 1490–1492. DOI: 10.1149/1.2133098

Stetskiv A., Kordan V., Tarasiuk I., Zelinska O., Pavlyuk V. Structural peculiarities and electrochemical properties of R5M3 (R = La, Gd; M = Ge, Sn) doped by lithium // Chem. Met. Alloys. 2014. Vol. 7. P. 106–111.

Balińska A., Kordan V., Misztal R., Pavlyuk V. Electrochemical and thermal insertion of lithium and magnesium into Zr5Sn3 // J. Solid State Electrochem. 2015. Vol. 19(8). P. 2481–2490. DOI: https://doi.org/10.1007/s10008-015-2895-7

Kowalczyk G., Kordan V., Stetskiv A., Pavlyuk V. Lithiation and magnesiation of R5Sn3 (R = Y and Gd) alloys // Intermetallics. 2016. Vol. 70. P. 53–60. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2015.12.004

Kordan V., Zelinska O., Pavlyuk V., Oshchapovsky I., Serkiz R. Electrochemical lithiation of the Ti5M3, Ti3M and Zr3M (M = Sn, Sb) binary intermetallics // Chem. Met. Alloys. 2016. Vol. 9(1/2). P. 84–91.

Kordan V., Pavlyuk V., Zelinska O. Electrochemical insertion of lithium into tin and magnesium // Program and book of abstracts of the XXth International Seminar on Physics and Chemistry of Solids. Lviv, 2015. P. 117.

Kordan V., Zelinska О., Pavlyuk V. Reactions of combination, decomposition and substitution during electrochemical intercalation of lithium in the structure of Tb5Sn3 and Tb5Sb3 // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2017. Vol. 58(1). P. 108–116 (in Ukrainian).

Kordan V., Pavlyuk V., Zelinska O. Electrochemical lithiation of magnesium and tin // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2016. Vol. 57 (1). P. 148–154 (in Ukrainian).

Kordan V., Zelinska О., Tarasiuk I., Serkiz R., Pavlyuk V. LaSn3-based solid solutions as new electrode materials for Li-ions batteries // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2018. Vol. 59(1). P. 115–122 (in Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.30970/vch.5901.115

Kordan V., Zhyshkovych O., Zelinska O., Tarasiuk I., Pavlyuk V., Serkiz R. Pecularities of electrochemical lithiation of the binary intermetallics of the system {Ti, V}–Al // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2019. 60 (1). P. 127–139 (in Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6001.127

Kraus W., Nolze G. Powder Cell for Windows. Berlin, 1999.

King G., Schwarzenbach D. In Latcon. Xtal 3.7 System. (Eds.: Hall S. R., Boulay du D. J., Olthof-Hazekamp R.). University of Western Australia, Perth, 2000.

http://chem.lnu.edu.ua/mtech/mtech.htm

Besenhard J. O. Handbook of battery materials. Wiley–VCH, Weinheim, 1999.

Vincent C. A., Scrosati B. Modern batteries an introduction to electrochemical power sources: 2nd edn. Arnold. London, 1997.

McAlister A. J. The Al−Li (Aluminum−Lithium) system // Bull. Alloy Phase Diagr. 1982. Vol. 3(2). P. 177–183.

Milashius V., Kordan V., Pavlyuk V., Dmytriv G. Electrochemical delithiation of LiAl and Li3Al2 phases // Book of abstracts XXI International Seminar on Physics and Chemistry of Solids, Czestochowa, 2018. P. 53.

Milashius V. E., Kordan V. M., Pavlyuk V. V. Influence of boron on the process of the electrochemical delithition Li9A4-xBx // Coll. Abstr. ХХ Sci. Young Conf. “Problem and achievements of the modern chemistry”. Odessa, 2018. Р. 75 (In Ukrainian).

Milashius V., Kordan V., Tarasiuk I., Dmytriv G., Pavlyuk V. Influence of boron on the electrochemical delithition of LixAly phases // Coll. Abs. XIV Int. Conf. Cryst. Chem. Intermet. Compd., Lviv, 2019. P. 142.

Milashius V., Kordan V., Tarasiuk I., Dmytriv G., Pavlyuk V. Electrochemical synthesis of the LiB25 compound // Coll. Abstr. XVII Ukrainian Scientific Conference “Lviv chemical reading–2019”. Lviv, 2019. P. No. 31 (in Ukrainian).

Galatanu A., Kottar A., Artigas M., Plugaru N., Lazar D. P. Effect of aluminium on phase stability in the Gd3Co11(B,A1)4 system // J. Alloys Compd. 1997. Vol. 262/263. P. 356–362. DOI: https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00408-8




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6201.077

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.