Nanoscale Structure of Positive Electrodes for Lithium-Ion Batteries with Graphene-Based Additives according to Small-Angle Neutron Scattering

M. Yerdauletov; Ердаулетов М.; M. V. Avdeev; Авдеев М. В.; A. A. Tomchuk; Томчук А. А.; F. S. Napolskiy; Напольский Ф. С.; D. M. Djanseitov; Джансейтов Д. М.; V. A. Krivchenko; Кривченко В. А.

doi:10.31857/S1028096023040052

Наноразмерная структура положительных электродов для литий-ионных аккумуляторов с добавками на основе графена по данным малоуглового рассеяния нейтронов

Авторы: Ердаулетов М.¹^,2^,3, Авдеев М.В.¹^,4, Томчук А.А.¹, Напольский Ф.С.⁴, Джансейтов Д.М.²^,3, Кривченко В.А.⁴
Учреждения:
1. Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка, Объединенный институт ядерных исследований
2. Институт ядерной физики, Министерство энергетики Республики Казахстан
3. Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
4. Государственный университет “Дубна”
Выпуск: № 4 (2023)
Страницы: 61-66
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/137739
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023040052
EDN: https://elibrary.ru/JYHLTO
ID: 137739

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Продолжена адаптация методов рассеяния нейтронов для исследований микроструктуры электродных материалов литий-ионных аккумуляторов с целью улучшения их удельного энергонакопления. С помощью малоуглового рассеяния тепловых нейтронов исследовано влияние проводящих углеродных добавок (графена и оксида графена) на пористую структуру электродов с разными основами, включая LiFePO₄, Li₄Ti₅O₁₂ и LiNiMnCoO₂. Для разделения рассеяния на закрытых и открытых порах электроды смачивали типичным жидким электролитом с дейтерированной жидкой основой (диметилкарбонатом), что приводило к компенсации рассеяния на открытых порах. Установлено, что электропроводящие углеродные добавки в разной степени изменяют пористость электрода и влияют на смачиваемость материалов как за счет различной степени внедрения в поры исходного материала, так и за счет воздействия на исходную матрицу. Также обнаружено универсальное влияние на рассеяние полимерного связующего (поливинилиденфторида).

Ключевые слова

малоугловое рассеяние нейтронов, катодные материалы, пористость, литий-ионные накопители энергии.

Список литературы

Napolskiy F., Avdeev M., Yerdauletov M. et al. // Energy Technol. 2020. V. 8. P. 2000146.
Mei W., Chen H., Suna J., Wang Q. // Sustain. Energy Fuels. 2019. V. 3. P. 148.
Nitta N., Wu F., Lee J.T., Yushin G. // Mater. Today. 2015. V. 18. P. 252.
Liu X.-M., Huang Z.D., Oh S. et al. // Composites Sci. Tech. 2012. V. 72. P. 121.
Claye A., Fischer J., Huffman C. et al. // J. Electrochem. Soc. 2000. V. 147. P. 2845.
Авдеев M.В., Ердаулетов М.С., Иваньков О.И. и др. // Поверхность. Рентген., синхротр, и нейтрон. исслед. 2019. № 7. С. 57.
Jiao X., Kirianova A.V., Xu X., et.al. // ACS Appl. Energy Mater. 2023., in press.
Kuklin A.I., Ivankov A.I., Soloviov D.V. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 994. P. 1.
Soloviev A.G., Solovjeva T.M., Ivankov O.I. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2017. V. 848. P. 012020.
Tomchuk O.V., Volkov D.S., Bulavin L.A. et al. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. P. 794.
Tomchuk O.V., Avdeev M.V., Aksenov V.L. et al. // Fuller. Nanotubes Carbon Nanostr. 2022. V. 30. № 1. P. 171.
Vizgalov V.A., Nestler T., Trusov L.A. et al. // CrystEngComm. 2018. V. 20. P. 1375.
Vizgalov V.A., Nestler T., Vyalikh A. et al. // CrystEngComm. 2019. V. 21. P. 3106.