химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

твердых электролитов с проводимостью по ионам лития относятся следующие:

ЦЛ\ где Т - N; I; z - степень окисления элемента Т, ЦТ04, где Т -Р, S, Si (например, Li2S04,Li3P04, Li4Si04), LiDCl4, где D - Al - Ga,

двойные молйбдаты [например, Li2Ca2(Mo04)3], ИЦ^ОСГО^)^ где T - Si, Ge, D - Zn, Mg, 0 < x < 4 [например, лисикон 44Zn(Ge04)4],

смеси Li20 - А1203, Lil - LiBr - A1203, LiOH - Li2S04,

тройные соединения Li2S - Li„X - Щ03, Li2S - LinX - B2S3, где /2 = 1, X - F, CI, Br, I; n = 2, X - S04, Mo04, W04; n = 3, X - PO4 [например, Li2S - Lil - B203 (o298 = 0,2 Ом"1 ? м"1)], Li3Si06P04O4 (029G = 5 • 10"4 Ом"' • м-1), 2,5LiI • Li4P2S7, Li3AlN2, Li6SiN4.

Большой интерес вызывают электролиты, представляющие собой твердые растворы солей лития в полимерном растворителе. В качестве полимера чаще всего используется полиэтилен-оксид (ПЭО) - (- СН2 - СН2 - О -)п. Соли имеют анионы Br", \-t BFJ, СЮ;, AsFj, CF3SOj, CF3CO3- и др.

Удельная проводимость смеси полиэтиленоксида с этими солями при 60°С лежит в пределах 10~4 - Ю-3 См • м~1, а смеси с LiC104 при 100°С (3-5-10) • Ю-2 См • м"1.

Аккумуляторы с литиевым электродом [105; 149; 151]. В ЭА С твердым электролитом литий в меньшей степени пассивируется и менее склонен к образованию дендритов при циклировании, чем в ЭА с неводными растворами. Это позволяет значительно повысить наработку ЭА.

В качестве материалов положительных электродов используются те же материалы, что и в ЭА с неводными растворами электролитов, рассмотренные ранее. Чаще всего используются TiS2, V6013,Mo02. Уже разработано и испытано несколько вариантов ЭА с различными электрохимическими системами. Один из вариантов ЭА имел следующую электрохимическую систему:

TiS2|Li3So>6P0j404|Li.

Толщина ЭА была 100-200 мкм. При.плотности тока 0,15 А/м3 напряжение при разряде составляло 2,5-1,5 В. При глубине разряда 20% после 2000 циклов емкость упала на 20%. При плотности тока 0,06 А/м2 и глубине разряда 75% емкость упала на 10% после 200 циклов.

Наибольший интерес проявляется к ЭА с твердым полимерным электролитом на основе смеси полиэфиров, прежде всего полиэтиленоксида (ПЭО) с солями LiC104 или LiCF3S03. Рабочая температура аккумулятора с ПЭО 100-150°С.

Испытан ЭА с электрохимической системой

V6 0131 ПЭО, LiCF3 SO31 Li.

Толщина электролита, мкм, была 25-36, Li - 300, V6013 - 50-100. Площадь электродов 0,72 см2. Напряжение разомкнутой 224 цепи при циклировании уменьшалось от 3,6 до 3 В. При плотности тока 0,5-5 А/м2 характеристики стабилизировались после 10-го цикла. Наработка была 100 циклов, удельная энергия 100 Вт • ч/кг. Электроды больших размеров изготовляются либо в виде рулонов, либо в виде гармошки. Испытаны ЭА с электродами в виде гармошки площадью до 500 см2.

Более высокую проводимость имеют электролиты, состоящие из смеси ПЭО и LiC104, поэтому во многих лабораториях изучаются ЭА с этим электролитом. Так, изучена система

TiS2|n30,LiC104|Li.

Площадь электродов 4 и 7 см2, толщина электролита 0,1-0,16 мкм, лития 0,1 мкм. Катод содержал (в объемных долях): TiS2 - 40-50%, графит - 10%, остальное ПЭО. При температуре 100°С получены удельная энергия до 100 Вт • ч/кг, удельная пиковая мощность - 200 Вт/кг и наработка 250 циклов.

С целью снижения рабочей температуры ведется работа по изысканию новых полимерных твердых электролитов, состоящих, из смеси полиэфиров. Так, ЭА с этими электролитами, Li-анодами и катодами из Мо02 выдержали 400 циклов при Jp = 0,03 А/м2 и 20 циклов при Jp = 0,2 А/м2.

Работы по твердотельным ЭА с Li-анодами идут широким фронтом, но пока не вышли из лабораторий. Достигнут ресурс до 400 циклов, имеются сообщения о ресурсе до 800 циклов. Удельная энергия ЭА составляет до 100 Вт ? ч/кг и 200 кВт • ч/м3. Однако время зарядно-разрядных циклов относительно небольшое. Стоимость ЭА пока довольно высока [250-475 долл/(кВт ? ч)], в том числе 40-70% составляет стоимость электролита. Характеристики ЭА резко ухудшаются при температуре ниже 25°С. Эти ЭА найдут применение в первую очередь для энергообеспечения слаботочных электронных устройств. Перспектива создания ЭА большой мощности и с длительными разрядно-зарядны-ми циклами не ясна. Однако работы над твердотельными ЭА развиваются настолько стремительно, а результаты настолько интересны, что создание ЭА больших мощностей и емкостей вполне возможно.

Аккумуляторы с полимерными электродами [137]. Электролитами в этих ЭА могут быть твердые соединения с проводимостью по ионам Li+, рассмотренные ранее, а также по ионам Na+, например HACHK0HNA3Zr2PSi2012, Na20 - Si02 225

й

P2Os - Zr02, а также полиэфиры. Электродами в них могуг быть полимерные пленки, рассмотренные ранее.

Предложены также ЭА с Li-анодами и полимерными като, ми, например

(CH)n|(C2H4o)n)LiC104|Li.

Толщины, мм, равны: анода - 0,3, катода - 0,3 и электролита ПЭО в смеси с солями лития - 0,1. Напряжение разомкнутой цепи 1,9 В, удельная энергия около 60 Вт • ч/кг.

К достоинствам этих ЭА можно отнести низкий саморазряд и удобство в обращении при испо

страница 71
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Скачать книгу "Электрохимическая энергетика" (2.11Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стул барный zeta
виды чугунных скамеек

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)