ТВЕРДІ РОЗЧИНИ НА ОСНОВІ LaSn3 ЯК НОВІ ЕЛЕКТРОДНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ЛІТІЙ-ІОННИХ ХІМІЧНИХ ДЖЕРЕЛ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

V. Kordan, O. Zelinska, I. Tarasiuk, R. Serkiz, V. Pavlyuk

Анотація


Методами рентгенівської дифракції, скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії, циклічної вольтамперометрії та електрохімічної інтеркаляції дослідили фази LaSn3-xMx, М = Mg, Sn, Sb та La1-хTbхSn3 з кубічною структурою типу AuCu3 як потенційні електродні матеріали для літій-іонних акумуляторів. Eлектрохімічне літування досліджених фаз призводить до включення атомів Li в октаедричні пустоти 1b й утворення твердих розчинів включення LaSn3-xMxLiy, які за граничного складу кристалізуються в надструктурі типу перовскіту CaTiO3. Найбільше значення питомої ємності демонструє електродний матеріал, виготовлений на основі сплавів з області існування твердого розчину, LaSn3-xMgx – 92 мА·год/г; сплав LaSn3 демонструє питому ємність 81 мА·год/г; сплав La1-xTbxSn3 – 60 мА·год/г. Легування стибієм призводить до зниження питомої ємності (сплав LaSn3-xSbx демонструє питому ємність 18 мА·год/г; сплав LaSn3-x-yMgxSby – 40 мА·год/г), що спричинене руйнуванням матеріалу електрода внаслідок заміщенням атомів Sb на Li.

 

Ключові слова: тверді розчини включення, електрохімічне літування, літій-іонні хімічні джерела електричної енергії.


Повний текст:

PDF

Посилання


Handbook of battery materials / ed. J. O. Besenhard. Weinheim; New York; Chichester; Brisbane; Singapore; Toronto: Wiley-VCH, 1999. 618 p.

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

Stetskiv A., Kordan V., Tarasiuk I. et al. Structural peculiarities and electrochemical properties of R5M3 (R = La, Gd; M = Ge, Sn) doped by lithium // Chem. Met. Alloys. 2014. Iss. 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

Stetskiv A., Kordan V., Kowalczyk G., Roźyńska-Kielbik B. Electrochemical lithiation ang magnesiation of R5Sn3 (R = Y, Gd) alloys // Coll. Abstr. XV Scientific Conference “Lviv chemical reading – 2015”. Lviv. 2015. P. 233.

Kordan V., Zelinska О., Pavlyuk V. Electrochemical lithiation of Z5Sn3 and Zr5NiSn3-xMgx phases // Coll. Abstr. XV Ukrainian Scientific Conference “Lviv chemical reading – 2015”. Lviv, 2015. P. 225. (in Ukrainian).

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

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).

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

Kordan V. M., Zelinska O. Ya., Pavlyuk V. V. Structural and electrochemical characteristics of LaSn3-xMgx solid solution // Coll. Abstr. XIX Ukrainian conference on inorganic chemistry with international participation. Odessa, 2014. P. 193.

Vaughey J. T., Thackeray M. M., Shin D., Wolverton C. Studies of LaSn3 as a Negative Electrode for Lithium-Ion Batteries // J. Electrochem. Soc. 2009. Vol. 156(7). P. A536–A540. DOI: https://doi.org/10.1149/1.3125132




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.5901.115

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.