Гель-полимерные электролиты на основе полиакрилонитрила, полученного анионной полимеризацией, для литий-полиимидных аккумуляторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработаны и исследованы новые гель-полимерные электролиты двух типов для аккумуляторов литий–анод/полиимид–катод на основе пленочных и волокнистых мембран, изготовленных методами инверсии фаз и электроформования. В качестве прекурсора для мембран использовали высокомолекулярный линейный полиакрилонитрил, синтезированный анионной полимеризацией в присутствии инициатора 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена. Гель-полимерный электролит первого типа представляет собой пленочную мембрану, пропитанную жидким электролитом (раствор соли лития в смеси 1,3-диоксолан/1,2-диметоксиэтан), второй тип формировали пропитыванием жидким электролитом двуслойной композиции, состоящей из волокнистой мембраны, нанесенной на полипропиленовый сепаратор. Изучены и сопоставлены характеристики трех прототипов литий-полиимидных аккумуляторов, а именно, с гель-полимерным электролитом первого типа, второго типа и с жидким электролитом, введенным в полипропиленовый сепаратор. Методами циклической вольтамперометрии и гальваностатического циклирования показано, что лучшие данные по обратимости редокс-реакции полиимидного активного катодного материала и стабильности емкости во время заряда–разряда показал прототип аккумулятора с гель-полимерным электролитом второго типа. Сделан вывод о перспективности его использования в качестве электролита в литий-органических аккумуляторах с полиимидным катодом нового поколения.

Об авторах

Ю. В. Подвальная

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: podvalnaya_yv@icp.ac.ru
142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

Г. Р. Баймуратова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

Д. А. Черняев

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

А. Е. Тарасов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

А. А. Грищук

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

А. Д. Царева

Научный центр генетики и наук о жизни Научно-технологический университет “Сириус”

354340 Краснодарский край, Сочи, Олимпийский пр., 1

Д. А. Иванов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук; Научный центр генетики и наук о жизни Научно-технологический университет “Сириус”

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1; 354340 Краснодарский край, Сочи, Олимпийский пр., 1

А. В. Мумятов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

О. В. Ярмоленко

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

Э. Р. Бадамшина

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

142432 Московская обл., Черноголовка, пр. акад. Семенова, 1

Список литературы

  1. Lal A., You F. // Sci. Adv. 2023. V. 9. № 24. Р. 6740.
  2. Orum Aydin A., Zajonz F., Gunther T., Dermenci K.B., Be- recibar M., Urrutia L. // Batteries. 2023. V. 9. № 11. Р. 555.
  3. Baazouzi S., Feistel N., Wanner J., Landwehr I., Fill A., Birke K.P. // Batteries. 2023. V. 9. № 6. Р. 309.
  4. Wang Zh., Liu J., Wang M., Shen X., Qian T., Yan C. // Nanoscale Adv. 2020. V. 2. P. 1828.
  5. Liu Z., Wang X., Liu Z., Zhang, S., Lv Z., Cui Y., Du L., Li K., Zhang G., Lin M.-C., Du H. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. P. 28164.
  6. Yu Z., Jiao S., Tu J., Song W.-L., Lei H., Jiao H., Chen H., Fang D. // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. P. 20348.
  7. Baskakova Yu.V., Yarmolenko O.V., Efimov O.N. // Rus. Chem. Revs. 2012. V. 81. P. 367–380.
  8. Whba R., Su’ait M. S., Whba F., Ahmad A. // J. Power Sources. 2024. V. 606. P. 234539.
  9. Hu P., Chai J., Duan Y., Liu Z., Cui G., Chen L. // J. Mater. Chem. A. 2016. V. 4. № 26. P. 10070.
  10. Bai W., Xiao L., Long T., Wang Z., Wang J., Yuen K.K.R., Lu Ya. et.al. // J. Colloid Interface Sci. 2025. V. 684. № 1. P. 377.
  11. Vijayakumar V., Anothumakkool B., Kurungot S., Winter M., Nair J.R. // Energy–Environ. Sci. 2021. V. 14. P. 2708.
  12. Duan H., Fan M., Chen W.P., Li J.Y., Wang P.F., Wang W.P., Shi J.L., Yin Y.X., Wan L.J., Guo Y.G. // Adv. Mater. 2019. V. 31. P. 1807789.
  13. Zhang N., Wu S., Zheng H., Li G., Liu H., Duan H. // Energy Mater. 2023. V. 3. P. 300009.
  14. Marchiori C.F., Carvalho R.P., Ebadi M., Brandell D., Araujo C.M. // Chem. Mater. 2020. V. 32 P. 7237.
  15. Tsutsumi H., Matsuo A., Takase K., Doi S., Hisanaga A., Onimura K., Oishi T. // J. Power Sources. 2000. V. 90. P. 33.
  16. Rabenau A. // Solid Slate Ionics. 1982. V. 6. P. 277.
  17. Huai Y., Jiandong G., Deng Z., Suo J. // Ionics. 2010. V. 16. № 7. Р. 603.
  18. Dabiao Z., Wang G. Z., Li W., Li G., Tan C. S., Rao M., Liao Y. // J. Power Sources. 2008. V. 184. № 2. P. 477.
  19. Subramania A., Kalyana Sundaram N.T., Priya A.R., Gangadharan R., Vasudevan T. // J. Appl. Polym. Sci. 2005. V. 98. № 5. P. 1891.
  20. Liu C., Sacci R.L., Sahore R., Veith G.M., Dudney N.J., Chen C.X. // J. Power Sources. 2022. V. 527. Р. 231165.
  21. Martínez M.A.C., Boaretto N., Naylor A.J., Alcaide F., Salian G.D., Palombarini F., Ayerbe E., Borras M., Casas-Cabanas M. // Adv. Energy Mater. 2022. V. 12. № 32. Р. 2201264.
  22. Woo J.C., Youk J.H., Kim D.-S., Ahn J.-H. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2014. V. 14. P. 9232.
  23. Yanilmaz M., Lu Y., Li Y., Zhang X. // J. Power Sources. 2015. V. 273. P. 1114.
  24. Kim Y.-J., Kim H.-S., Doh C.-H., Kim S.H., Lee S.- M. // J. Power Sources. 2013. V. 244. P. 196.
  25. Evans T., Lee J.-H., Bhat V., Lee S.-H. // J. Power Sources. 2015. V. 292 P. 1.
  26. Tarasov A.E., Grishuk A.A., Karpov S.V., Podvalnaya Yu.V., Chernyak A.V., Garifulin N.O., Badamshina E.R. // Polymer Science B. 2020. V. 62. № 2. Р. 85.
  27. Tarasov A.E., Grishchuk A.A., Podval’naya Y.V., Badamshina E.R., Mironova M.V., Kuzin M.S., Skvortsov I.Yu., Kulichikhin V.G. // Mendeleev Commun. 2024. V. 34. P. 740.
  28. Haupler, B., Wild, A., Schubert, U.S. // Adv. Energy Mater. 2015. V. 5. P. 1402034.
  29. Baymuratova G.R., Mumyatov A.V., Kapaev R.R., Troshin P.A., Yarmolenko O.V. // Russ. J. Electrochem. V. 57. № 7. Р. 725.
  30. Yarmolenko O.V., Romanyuk O.E., Slesarenko A.A., Baymuratova G.R., Shuvalova N.I., Mumyatov A.V., Troshin P.A., Shestakov A.F. // Russ. J. Electrochem. 2019. V. 55. № 4. P. 254.
  31. Pan W., Sun Y., Chen Y. // Optoelectronics Аdvanced Мaterials – rapid communications.2012. V. 6. № 1–2. P. 230.
  32. Gu M., Wang J., Song Z., Li C., Wang W., Wang A., Huang Y. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2023. V. 15. P. 51241.
  33. Qi Y., Yan M., Qin S., Huang J., Huang X., Ren Y. // J. Power Sources. 2025. V. 633. P. 236441.
  34. Baymuratova G.R., Khatmullina K.G., Yudina A.V., Yarmolenko O.V. // Russ. J. Electrochem. 2022. V. 58. № 4. P. 329.
  35. Jang D., Lee M.E., Choi J., Cho S.Y., Lee S. // Carbon. 2022. V. 186. P. 644.
  36. Shestakov A.F., Romanuyk O.E., Mumyatov A.V., Luchkin S.Yu., Slesarenko A.A., Yarmolenko O.V., Stevenson K.J., Troshin P.A. // J. Electroanal. Chem. 2019. V. 836. P. 143.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».