Статьи автора

Электроосаждение лития в присутствии поверхностно-активных веществ

Номер выпуска 5 от 17.09.2025

Целью работы являлось исследование возможности подавления образования дендритов металлического лития в процессе работы вторичных литиевых источников тока, в том числе с металлическим литиевым анодом. Методами транзиентов тока и электрохимического импеданса исследовано электрохимическое осаждение лития на электроды из меди и лития в присутствии и в отсутствие двух поверхностно-активных веществ, бромида цетилтриметиламмония и бромида гексадецилпиридиния. Использовался типичный для литий-ионных аккумуляторов электролит на основе гексафторфосфата лития и смеси этиленкарбоната (EC) и диэтилкарбоната (DEC). Было показано, что существенное влияние на процесс электроосаждения оказывает присутствие так называемого слоя SEI (solid electrolyte interphase, твердоэлектролитная интерфаза) на поверхности электродов. Также было показано, что механизмы электроосаждения лития на медном и литиевом электродах отличаются. Можно предположить, что наблюдаемый эффект поверхностно-активных веществ на дендритообразование связан не с адсорбцией поверхностно-активных веществ на литии и блокированием роста осадков, а с влиянием поверхностно-активных веществ на свойства слоя SEI, образующегося на этих металлах.

2 0

Анализ спектров электрохимического импеданса и строения твердоэлектролитной интерфазы на электроосажденном металлическом литии с использованием метода распределения времен релаксации

Номер выпуска 5 от 17.09.2025

Целью данной работы являлось подтверждение сделанного нами ранее вывода, что наблюдаемые при электроосаждении металлического лития на медных и литиевых электродах закономерности можно связать с различиями в свойствах так называемой твердоэлектролитной интерфазы (solid electrolyte interphase, SEI), которая образуется на этих электродах в контакте с электролитом. Для этого мы провели анализ измеренных в ходе вышеуказанных процессов спектров электрохимического импеданса методом распределения времен релаксации, также известном как distribution of relaxation times (DRT). Было показано, что добавление в состав электролита поверхностно-активных веществ, таких как бромид цетилтриметиламмония и бромид гексадецилпиридиния, приводит к значительному изменению свойств слоев SEI и заметному возрастанию величин компонентов импеданса, связанных с фарадеевскими процессами на данных электродах, что говорит о торможении процессов электроосаждения лития и связанных с ними процессов дендритообразования в этих условиях. В то же время на свежеобразованном осадке таких компонентов импеданса не наблюдалось, что подтверждает сделанный нами ранее вывод о том, что указанный эффект поверхностно-активных веществ на дендритообразование связан не с адсорбцией поверхностно-активных веществ на литии и блокированием роста осадков, а с влиянием поверхностно-активных веществ на свойства слоев SEI.

1 0

Влияние декалина и перфтордекалина на дендритообразование в процессе работы металлического литиевого анода

Номер выпуска 5 от 17.09.2025

В настоящей работе исследовалось влияние добавок декагидронафталина (декалина) и его производного, перфтордекалина (октадекафтордекалина), на процессы осаждения и растворения металлического лития, включая процессы дендритообразования, на анодах вторичных литиевых источников тока в электролите на основе гексафторфосфата лития и смеси этиленкарбоната (EC) и диэтилкарбоната (DEC). Исследование проводилось с использованием методов транзиентов тока и электрохимического импеданса. Результаты показали, что в отличие от добавок традиционных катионных ПАВ цетилтриметиламмония бромида и гексадецилпиридиния бромида, исследованных нами ранее, декалин и перфтордекалин вступают в специфическое взаимодействие с поверхностью литиевого электрода. При этом декалин настолько сильно взаимодействует с поверхностью литиевого электрода, что он фактически блокирует процессы как осаждения, так и анодного растворения лития. Взаимодействие перфтордекалина с поверхностью лития оказалось менее сильным, в результате чего он не препятствует циклированию металлического литиевого анода, но в то же время оказывает ингибирующее действие на дендритообразование. В электролите с добавкой перфтордекалина удалось осуществить более 80 циклов заряда-разряда литиевого анода с кулоновской эффективностью 70–80%, в то время как без добавки количество циклов было менее 40, а кулоновская эффективность была 60% и ниже.

2 0