6 и тетраэдрами so
жүктеу/скачать 18,68 Kb.
|
Документ Microsoft Word
|
К примеру, если сравнивать с литий-ионными батареями, достаточно популярный, перспективный материал литий-железофосфат обладает коэффициентом диффузии определенный данным способом порядка 10-14 , для материалов это достаточно низкое значение коэффициента диффузии, поэтому необходимо разрабатывать методы для повышения проводимости. Во-вторых, какие параметры влияют на коэффициент диффузии для катодных материалов. В первую очередь влияют структурные особенности. Необходимо обеспечить быстрое, незатрудненное передвижение ионов натрия внутри структуры материала, соответственно необходимо, чтобы каналы, в которых передвигаются ионы натрия, были как можно больше и взаимодействие ионов натрия с компонентами данной структуры, с октаэдрами FeO6 и тетраэдрами SO4 было минимально, что обеспечит быстрое передвижение. Кенесов: а какая характеристика батареи зависит от коэффициента диффузии? Я: чем больше коэффициент диффузии, тем больше материал расположен к быстрому заряду и разряду. Иными словами материал с большим значением коэффициент диффузии можно было бы циклировать при высоких токах. Такой материал заряжался и разряжался бы быстрее. Простыми словами: существует тренд создания батареи на телефон, которую можно было бы зарядить за полчаса. Это очень актуально для носимых девайсов. Однако если говорить о широкомасштабных накопителях энергии, то это не является первостепенной задачей. Кенесов: заряд и разряд не лимитируются диффузией? Я: для данных материалов диффузия является лимитирующей стадией. А конвекции там никакой не создается за счет разности потенциалов? Просто диффузия она создается за счет броуновского движения, а кроме броуновского движения там есть электростатическое взаимодействие. Просто это очень медленный процесс, очень маленький коэффициент диффузии. Я: да, согласна с вами. Конвекция в данном случае не является лимитирующей стадией, так как электропроводность материала очень плохая. Диффузия интеркалята происходит очень медленно вглубь материала. Для улучшения кинетических свойств, для повышения диффузии интеркалята вглубь материала используют технику уменьшения размера частиц. Чем меньше размер частиц, тем больше площади активной поверхности, через которую интеркалят может поникнуть. То есть понятно, что если частица большая, то вглубь материала возможно интеркалят даже и не дойдет. И соответственно будут страдать показатели батареи. Кенесов: то есть это коэффициент диффузии именоо внутри частиц, да? Я: да. Кенесов: частица имеет кристаллическую форму. Частицы не пористые? А между частицами процесс идет намного быстрее… А какой размер частиц? Я: размер частиц для материалов определялся. Если говорить об эльдфеллитовых образцах, то материалы состоят из двух фракций. Наименьшая фракция обладает размером 200-300 нм, наибольшая фракция – около 1 мкм. Также существует вероятность, что частицы 1 мкм это есть агломераты из маленьких наночастиц. Кенесов: Вы можете доказать четвертое положение? Я: ухудшение показателей циклирование возникает при допировании селенат- и гидрофосфат-анионами возникает ввиду необратимых побочных превращений селенат-аниона и гидрофосфат-аниона. То есть при циклировании данных материалов в широком диапазоне предполагается, что селенат-анион необратимо восстанавливается до селенит-аниона, а гидрофосфат-анион подвергается деинтеркаляции подвижного протона водорода. При интеркаляции происходит его замена на менее подвижный ион натрия. Был проведен ex-situ рентгенофазовый анализ электродов после циклирования. Было установлена аморфизация данных материалов, вызванная изменениями структуры. Структура эльдфеллита в данных материалах не была подтверждена. Чем больше циклов заряда-разряда было проведено, тем меньше там остается от структуры эльдфеллита. Кенесов: Есть ли какие-то цифры, насколько происходит ухудшение? Я: Здесь можно указать удельные емкости материалов. Без допирования оригинальный материал показывает емкость 63 мАч/г, тогда как допированные материала селенат- и гидрофосфат-анионами показывают 45 и 39 мАч/г при первом цикле при одинаковых условиях проведения испытаний. Также это можно показать по ухудшениям значений показателей коэффициента диффузии. Кенесов: а вот через 10 циклов как снижается емкость допированных материалов? Сколько в общем брали циклов? Я: брали 30 циклов. После 30 циклов заряда-разряда емкость гидрофосфат-допирванного материала практически падает до нуля, остается буквально 5-10 мАч/г. Для селенат-допированного образца емкость первых циклов резко падает, после происходит плавное уменьшение до 20 мАч/г, то есть в три раза меньше от оригинального образца. Кенесов: вы повторяли эти эксперименты? Я: да, конечно. Кенесов: в таком случае вы должны говорить, что ухудшение статически значимое. Почему вы говорите в количествах молей, обычно ведь приводят концентрации? 0,5 моль на какое количество приходится? Я: потому что в структуре замещается четверть сульфат-анионов на допант. Кенесов: Спасибо, у меня все. Мальчик: какой основныой можно сделать вывод из ряда экспермеентов, когда у вас было предположение что некоторые анионы могутпривести к улучшению электрохимических характеристик? К сожалению эксперимент не удался. Почему эти анионы привели к отрицательным результатам? Я: данные материалы были проанализированы методом рентгенофазового анализа и нейтронографии. По полученным данным были проведены уточнения по методу Ритвельду. Было установлено значительные отклонения в параметрах элементарной ячейки, искажения ее изначальной формы. Предполагается, что появление данных допантов в структуре усиливает взаимодействие интеркалируемых ионов натрия вглубь данного материала, что сказывается на электрохимические показатели. Мальчик: то есть предпологалось, что допированием можно улучшить кинетические особенности данного материала, путем изменения кристаллических свойств, однако результаты изменились в другую сторону. У меня все, спасибо. Сейлханова: во время доклада вы говорили, что были сняты ИК и КР-спектры. Основной вывод который вы делаете из них, это то, что не проявляется связь P-F, из чего вы делаете вывод, что группа PO3F гидролизовалась в ходе синтеза. Тогда возникает вопрос, получили ли вы в чистом виде материал, допированный фторфосфатом? Или он всегда был в частично гидролизованном виде? Я: данный материал допированный фторфосфат анионом имеет привлекательную особенность жүктеу/скачать 18,68 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|