ЕЛЕКТРОННА СТРУКТУРА СПОЛУКИ LiAl3Bx. ВПЛИВ БОРУ НА ДЕІНТЕРКАЛЯЦІЮ ЛІТІЮ
Анотація
Методами рентгенівської дифракції порошку, скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії вперше знайдено новий інтерметалід LiAl3Bx, x = 0,6 (a = 4,042(1) Å, структурний тип CaTiO3, просторова група Pm-3m, символ Пірсона cP5) визначено кристалічну структуру та вивчено процеси електрохімічної деінтеркаляції літію, методами квантово-хімічних розрахунків інтерпретовано електронну структуру сполуки. Під час електрохімічних процесів досліджений інтерметалід проявляє здатність до екстракції літію завдяки утворенню октаедричного каркасу аніона [Al6B]δ- (енергія взаємодії між атомами алюмінію та бору становить 3,341 eВ), який сприяє виділенню літію. Після процесів деінтеркаляції/інтеркаляції літію простежується збільшення пористості поверхні електрода та агрегації маленьких частинок на основі електрода з компонентами електроліту.
Ключові слова: інтерметалічна сполука, синтез, кристалічна та електронна структура, електрохімічна деінтеркаляція, літій-іонні акумулятори.
Повний текст:
PDFПосилання
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: 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: 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: 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
Kordan V., Milashius V., Tarasiuk I., Dmytriv G., Pavlyuk V. Electrochemical delithiation of the binary LiAl, Li3Al2, Li9Al4 and boron–doped phases // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2021. Vol. 62. P. 77–87 (in Ukrainian). DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6201.077
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. Youth 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.
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://dx.doi.org/10.30970/vch.5901.115
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. DOI: https://doi.org/10.30970/cma7.0282
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
Kraus W., Nolze G. Powder Cell for Windows. Berlin, 1999.
King G., Schwarzenbach D., Hall S. R. et al. Latcon. Xtal3.7 System: University of Western. Australia, 2000.
http://chem.lnu.edu.ua/mtech/mtech.htm
Andersen O. K. Linear methods in band theory // Phys. Rev. B. 1975. Vol. 12. P. 3060–3083. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.12.3060
Andersen O. K., Jepsen O. Explicit, first-principles tight-binding theory // Phys. Rev. Lett. 1984. Vol. 53. P. 2571–2574. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.53.2571
Andersen O. K., Pawlowska Z., Jepsen O. Illustration of the linear-muffin-tin-orbital tight-binding representation: Compact orbitals and charge density in Si // Phys. Rev. B. 1986. Vol. 34. P. 5253–5269. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.34.5253
Milashius V., Kordan V., Hubai A., Tarasiuk I., Dmytriv G., Pavlyuk V. Crystal and electronic structure of LiBxAl3 // Book of Abstr. III Int. (XIII Ukr.) Sci. Conf. Stud. Young Scientist “Сhemistry Current Problems”. Vinnytsia, 2020. P. 55.
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
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6401.064
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.