Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94. Вып. 2

ПРИКЛАДНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

УДК 541.136

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

LiMn₂O₄- И Li₄Ti₅O₁₂-ЭЛЕКТРОДОВ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА СВЯЗУЮЩЕГО

Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии,

199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9

* Е-mail: svetlana.eliseeva@spbu.ru

Поступила в Редакцию 2 июня 2020 г.

После доработки 28 октября 2020 г.

Принята к публикации 10 ноября 2020 г.

В работе исследованы электрохимические свойства электродных материалов на основе LiMn₂O₄ и

Li₄Ti₅O₁₂ с двумя разными связующими:проводящим комбинированным связующим на основе поли-3,4--

этилендиокситиофена:полистиролсульфоната с карбоксиметилцеллюлозой и поливинилиденфтори-

дом — в зависимости от температуры. Методом гальваностатического заряда/разряда показано, что

в интервале температур +25÷-30°С емкость электродных материалов уменьшается при понижении

температуры и незначительно зависит от типа связующего. Кроме того, внутреннее сопротивление

(поляризация) ниже для электродов со связующим на основе проводящего полимера поли-3,4-этилен-

диокситиофена:полистиролсульфоната.

Ключевые слова: литий-ионные аккумуляторы; литий-марганцевая шпинель; титанат лития; элек-

трохимические характеристики; отрицательные температуры

DOI: 10.31857/S0044461821020134

Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее

функционирование аккумулятора в температурном

распространенными источниками энергии для пита-

интервале -40÷+60°С.

ния устройств портативной и мобильной электрони-

При эксплуатации в отрицательном диапазоне

ки, аккумуляторных электроинструментов, бытовой

температур удельная емкость для электродных ма-

техники, транспорта и многих других приложений.

териалов всегда ниже по сравнению с наблюдаемой

Это объясняется их высокой удельной мощностью

емкостью при комнатной температуре. Наиболее

и энергией, низким саморазрядом [1]. Наиболее ши-

часто снижение удельной емкости объясняют воз-

роко литий-ионные аккумуляторы используются при

растанием внутреннего сопротивления в ячейке, вы-

температурах, близких к комнатной (≈25°С), однако

званного снижением ионной проводимости электро-

важно обеспечить их бесперебойную работу в ши-

лита, возрастанием сопротивления переносу заряда

роком температурном диапазоне, в том числе и при

и замедленной диффузией в зерне материала [2-4].

низких температурах. Так, для ряда транспортных

С учетом заметного снижения ионной проводимости

средств, оборудования военного назначения, средств

электролитов при низких температурах большинство

радиосвязи и иных устройств, эксплуатируемых в

исследований направлены на улучшение характери-

экстремальных условиях, необходимо обеспечить

стик электролитов для литий-ионных аккумуляторов,

248

Электрохимические характеристики LiMn₂O₄- и Li₄Ti₅O₁₂-электродов при отрицательных температурах...

249

в частности, подбор смеси органических растворите-

Ранее в работе [24] был показан эффект использо-

лей различной природы, которая не замерзает в необ-

вания проводящего комбинированного связующего

ходимом для практических приложений диапазоне

на основе водной дисперсии проводящего полимера

температур [5-8].

поли-3,4-этилендиокситиофена:полистиролсульфо-

Иной подход к улучшению функциональных ха-

ната и карбоксиметилцеллюлозы на функциональные

рактеристик электродных материалов для литий--

свойства электродов на основе LiMn₂O₄ и Li₄Ti₅O₁₂.

ионных аккумуляторов при пониженных темпера-

Были получены улучшенные функциональные харак-

турах связан с улучшением электронной и ионной

теристики электродов, в частности, удельная емкость

проводимости композитного электрода. Это достига-

при разных токах заряда/разряда, улучшение стабиль-

ется за счет модификации зерен электроактивного ма-

ности в ходе длительного циклирования, уменьшение

териала, в частности, допирования [2, 9, 10]; создания

сопротивления переносу заряда [25, 26].

поверхностных покрытий на частицах [11]; модифи-

Цель работы — сравнительное исследование вли-

кации проводящей добавки [12]. Подобные способы

яния природы двух различных связующих (смеси по-

модификации позволяют улучшить диффузию ионов

ли-3,4-этилендиокситиофена:полистиролсульфоната

лития в решетке вследствие незначительного расши-

с карбоксиметилцеллюлозой и поливинилиденфто-

рения кристаллической решетки материала [9] или

рида) на удельную емкость коммерчески доступных

увеличения пористости структуры, однако данный

материалов: катодного материала на основе LiMn₂O₄

подход является весьма сложным и дорогостоящим

и анодного материала на основе Li₄Ti₅O₁₂ в интервале

для коммерческой реализации.

температур +25÷-30°С.

Альтернативным подходом к улучшению электро-

химических свойств электродных материалов при

Экспериментальная часть

температурах ниже 0°С является подбор подходя-

щего связующего в композитном электроде [1, 13].

Для изготовления электродных материалов ис-

Наиболее часто в качестве связующего используется

пользовались коммерчески доступные реаген-

поливинилиденфторид [14, 15]. Данный полимер об-

ты: LiMn₂O₄ (размер частиц <0.5 мкм, MTI Corp.,

ладает высокой электрохимической стабильностью

№ Lib-LMO) и Li₄Ti₅O₁₂ (размер частиц 200 нм,

и прочно скрепляет частицы проводящей добавки и

Aldrich, № 702277), водная дисперсия поли-3,4-эти-

зерен электроактивного материала. Однако его су-

лендиокситиофена:полистиролсульфоната (1.3 мас%,

щественными недостатками являются низкая элек-

Aldrich, № 483095), карбоксиметилцеллюлоза (MTI

тронная и ионная проводимость, недостаточная гиб-

Corp., № Lib-CMC), поливинилиденфторид (Aldrich,

кость, а также необходимость использовать горючий

№ 182702); в качестве дополнительной проводящей

и токсичный растворитель N-метилпирролидон [14,

добавки — углеродная сажа Super P (Timcal Inc.,

16, 17]. В качестве альтернативных связующих рас-

№ Lib-SP).

сматриваются полисахариды, например, карбоксиме-

Приготовление электродных материалов на-

тилцеллюлоза [18, 19], стирол-бутадиеновый каучук в

чиналось с получения растворов полимерных

сочетании с карбоксиметилцеллюлозой [20, 21] и ряд

связующих (комбинированное проводящее свя-

других полимеров. Влияние связующего на электро-

зующее растворяли в воде, поливинилиденфторид —

химические характеристики анодных материалов в

в N-метилпирролидоне). В полученные вязкие рас-

зависимости от температуры было рассмотрено для

творы добавляли предварительно прокаленный (при

TiO₂ [22] и графита [23]. Для электродов на основе

Т = 130°С в течение 3 ч) порошок электроактивного

TiO₂ со связующими карбоксиметилцеллюлозой и

материала (LiMn₂O₄ или Li₄Ti₅O₁₂), смесь перемеши-

поливинилиденфторидом в диапазоне токов 0.2-2 С

вали 15 мин в агатовой ступке. Далее в полученную

влияние связующего на электрохимические свойства

массу добавляли уголь, после чего всю смесь переме-

минимально, разница в емкостях несущественна.

шивали в течение 1 ч до получения гомогенной вяз-

Графитовый анод при отрицательных температурах

кой массы. Соотношения компонентов представлены

на водном связующем на основе карбоксиметилцел-

в табл. 1. Выбор соотношений компонентов основан

люлозы и стирол-бутадиенового каучука работает не-

на ранее полученных результатах [24].

сколько хуже. Это объясняется тем, что температура

Полученную однородную активную массу наноси-

стеклования для смеси карбоксиметилцеллюлозы и

ли на алюминиевую фольгу с помощью аппликатора

каучука составляет -4.5°С, в то время как для поли-

слоем толщиной 150 мкм. После намазки электрод-

винилиденфторида она равна -42°С [13].

ные материалы сушили в течение 5 ч в вакууме при

250

Каменский М. А. и др.

Таблица 1

Составы электродных материалов (мас%)

Электроактивный

Угольная

Поли(3,4-этилендиокситиофен):

Карбоксиметил-

Поливинилиден-

Образец

материал

сажа

:полистиролсульфонат

целлюлоза

фторид

LMO_PVDF

LMO_comb

LTO_PVDF

LTO_comb

температуре 65°С. Далее электроды подвергали про-

алов практически в 2 раза (табл. 2). При температуре

катке.

-30°С наблюдается заметное падение удельной ем-

Для исследований использовали серии электродов

кости в зависимости от номера цикла, в то время как

по пять одинаковых образцов. Полученные для кон-

при более высоких температурах от цикла к циклу

кретного электродного материала величины удельной

емкость не изменяется (рис. 1). Это свидетельствует о

емкости усредняли.

постепенной деградации энергозапасающих свойств

Для проведения электрохимических тестов были

электродов при -30°С.

приготовлены электроды с площадью поверхности

Для электродов с проводящим связующим на-

1.77 см², количество электроактивного компонента

блюдается аналогичная тенденция, однако емкости

на поверхности электрода (загрузка) составило 4.5-

во всем температурном диапазоне выше, чем для

5.0 мг·см^-2. Электроды были уложены в ячейки типа

электродов с поливинилиденфторидом (табл. 2). Как

coin-cell 2032 против литиевого анода. Сборку маке-

и в случае электродов LMO_PVDF, при Т = -30°С для

тов аккумуляторов проводили в сухом перчаточном

электродов LMO_comb наблюдается постепенное по-

боксе (VAC, США) в атмосфере аргона. В качестве

нижение емкости с ростом числа циклов, причем

сепаратора использовали полипропиленовую мембра-

наклоны зависимости величины Q от номера цикла

ну Celgard 2320. В ячейках c LiMn₂O₄-электродами

практически одинаковые. Таким образом, для элект-

использовался коммерческий низкотемпературный

родов с обоими связующими наблюдается деграда-

электролит на основе 1 M LiPF₆ в смеси этилкар-

ция удельной емкости при -30°С. После возврата к

бонат:этилметилкарбонат:диметилкарбонат (1:1:1)

комнатной температуре емкость обоих материалов

(TC-E 262, Tinci, Китай). Для Li₄Ti₅O₁₂-электродов

падает лишь на 3 мАч·г^-1 по сравнению с первона-

использовался коммерческий электролит LP 313

(Китай). Данные типы электролитов рассчитаны на

температуры до -50°С.

Исследования методом гальваностатического заря-

да/разряда проводили на автоматической гальваноста-

тической рабочей станции (Neware Co.) в диапазоне

потенциалов относительно пары Li/Li⁺ от 3.0 до 4.3 В

для LiMn₂O₄-электродов и в диапазоне 1.0-2.5 В для

Li₄Ti₅O₁₂-электродов в симметричном режиме токами

0.5 и 1 С. Полученные величины емкости нормиро-

вали на массу электроактивного материала. Для про-

ведения измерений при пониженных температурах

(0-30°С) использовали жидкостный криотермостат

LOIP FT-311-80 (ООО ЛОИП), в качестве хладаген-

та — чистый этанол (T_зам = -114°С).

Обсуждение результатов

Рис. 1. Зависимость емкости электродов на основе

LiMn₂O₄ с двумя различными связующими (поли-3,4--

При понижении температуры с 25 до -30°С в слу-

этилендиокситиофен:полистиролсульфонат с карбок-

чае LiMn₂O₄-электродов с поливинилиденфторидом

симетилцеллюлозой и поливинилиденфторидом) от

происходит закономерное снижение емкости матери-

температуры при токе 0.5 С.

Электрохимические характеристики LiMn₂O₄- и Li₄Ti₅O₁₂-электродов при отрицательных температурах...

251

Таблица 2

Для электродных материалов на основе LiMn₂O₄

Удельные емкости LiMn₂O₄-электродов в зависимости

независимо от связующего с понижением темпе-

от температуры при токе 0.5 С для пятого цикла

ратуры растет омическая поляризация электродов

(рис. 2, а, б). При комнатной температуре наблю-

LMO_comb

LMO

PVDF

Т, °С

даются два четких плато, соответствующие двуста-

мА·ч·г^-1

дийному процессу интеркаляции лития в зерно. Для

109 ± 1

103 ± 1

LiMn₂O₄-электрода с проводящим связующим вели-

92 ± 1

85 ± 2

чина поляризации примерно на 40 мВ ниже, чем для

электрода с поливинилиденфторидом (рис. 2, в). При

–10

82 ± 1

75 ± 2

-30°С поляризация существенно растет для обоих

–20

77 ± 2

61 ± 3

электродов (в 2.5 раза), однако для LMO_comb (390 мВ)

-30

61 ± 2

47 ± 3

она по-прежнему ниже по сравнению с LMO_PVDF

106 ± 1

100 ± 1

(560 мВ) (рис. 2, г).

Таким образом, повышенные величины удельной

емкости для LMO_comb по сравнению с LMO_PVDF со-

чальной: 100 мАч·г^-1 для LMO_PVDF и 106 мАч·г^-1

храняются во всем интервале исследованных темпе-

для LMO_comb. Это свидетельствует о том, что после

ратур. Наблюдаемое снижение величин емкости при

заряда/разряда обоих типов электродов при отрица-

отрицательных температурах оказывается сравнимым

тельных температурах (0, -10, -20, -30°С по пять

для обоих типов материалов. Можно предположить,

циклов) при повторном тестировании при комнатной

что падение емкости и связанное с ним возрастание

температуре можно получить практически такие же

омического сопротивления связано с ростом оми-

емкости, что были исходно.

ческого сопротивления в электролите и снижением

Рис. 2. Зарядно-разрядные кривые в зависимости от температуры при токе 0.5 С.

а — LMO_comb; б — LMO_PVDF; в, г — сравнение зарядно-разрядных кривых для разных связующих при граничных тем-

пературах: в — +25°С, г — -30°С.

252

Каменский М. А. и др.

Рис. 3. Зависимость зарядной емкости электродов LTO_PVDF и LTO_comb от температуры при токе 0.5 С (а), 1 С (б).

электронной проводимости композитных материалов

164 и 162 мА·ч·г^-1 соответственно (рис. 3, а, ток

[2-4].

0.5 С), при температуре -30°С емкости падают до

Для материалов на основе Li₄Ti₅O₁₂ было про-

60 и 47 мА·ч·г^-1. При регистрации зарядно-разряд-

ведено аналогичное сравнение удельной емкости

ных кривых током 1 С емкость при 25°С составила

электродов с двумя связующими при отрицательных

161 и 155 мА·ч·г^-1, при отрицательной температуре

температурах (рис. 3). С понижением температуры

наблюдается падение до близких к нулю значений

наблюдается снижение удельной емкости электродов

(6 мА·ч·г^-1 для LTO_PVDF и 13 мА·ч·г^-1 для LTO_comb).

независимо от величины тока: при температуре 25°С

Таким образом, при температуре -30°С электроды на

емкости электродов LTO_PVDF и LTO_comb составляют

основе Li₄Ti₅O₁₂ не способны функционировать при

Рис. 4. Зарядно-разрядные кривые для электродов: а, б — LTO_PVDF; в, г — LTO_comb — в зависимости от темпера-

туры при токе 0.5 С (а, в) и 1 С (б, г).

Электрохимические характеристики LiMn₂O₄- и Li₄Ti₅O₁₂ электродов при отрицательных температурах...

253

заряде и разряде токами 1 С и выше. Примечателен

трод LTO_PVDF демонстрировал более высокую ем-

тот факт, что при одинаковом соотношении компо-

кость, чем LTO_comb. Несмотря на это, поляризация

нентов в электродном материале емкость LTO_PVDF

для Li₄Ti₅O₁₂-электрода с проводящим связующим

независимо от тока заряда и температуры выше, чем

несколько ниже, чем для электрода с поливинили-

для электрода LTO_comb, в отличие от данных для со-

денфторидом. При повышении плотности тока до 1 С

става с поливинилиденфторидом, где использовалось

и понижении температуры до -30°С емкость обоих

соотношение 80/10/10 [26].

типов электродов стремительно падает и становится

На зарядно-разрядных кривых для Li₄Ti₅O₁₂-

близка к 0.

электродов при +25°С для обоих составов наблюда-

Таким образом, при использовании комбиниро-

ются четкие плато, соответствующие процессу интер-

ванного проводящего связующего поли-3,4-этилен-

каляции и деинтеркаляции ионов лития (рис. 4, а-б).

диокситиофена:полистиролсульфоната с карбоксиме-

Величина поляризации растет с увеличением тока

тилцеллюлозой для электродов на основе LiMn₂O₄ и

(1 С) вдвое для обоих типов электродов независимо

Li₄Ti₅O₁₂ достигаются удельные емкости, при отрица-

от типа связующего.

тельной температуре сопоставимые с емкостями для

Для LTO_PVDF и LTO_comb наблюдается значитель-

электродов с коммерческим связующим поливинили-

ный рост поляризации с понижением температуры,

денфторидом. Эти данные позволяют рассматривать

как и в случае катодов на основе LiMn₂O₄. Так, для

экологичное комбинированное проводящее связую-

LTO_PVDF при токе 0.5 С и температуре -30°С величи-

щее как альтернативу для применения в литий-ион-

на поляризации составила 1.03 В, а для LTO_comb —

ных аккумуляторах.

940 мВ. Таким образом, внутреннее сопротивление

для электродного материала с проводящим связую-

Финансирование работы

щим несколько ниже, чем для электрода с поливи-

нилиденфторидом как связующим. При токе 1 С и

Выполнение работы поддержано грантом Санкт-

температуре -30°С оценить поляризацию не пред-

Петербургского государственного университета

ставляется возможным.

№ 26455158.

Выводы

Конфликт интересов

Емкость электродов на основе LiMn₂O₄ и Li₄Ti₅O₁₂

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

со связующими: поли-3,4-этилендиокситиофеном:по-

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

листиролсульфонатом с карбоксиметилцеллюлозой

и поливинилиденфторидом — в температурном ин-

Информация о вкладе авторов

тервале +25÷-30°С снижается при понижении тем-

пературы.

С. Н. Елисеева и В. В. Кондратьев разрабо-

Для электродов на основе LiMn₂O₄ с проводящим

тали схему эксперимента; А. И. Мухтудинова и

связующим поли-3,4-этилендиокситиофеном:поли-

М. А. Каменский приготовили электродные мате-

стиролсульфонатом и карбоксиметилцеллюлозой

риалы и провели электрохимические измерения;

во всем исследуемом диапазоне температур наблю-

М. А. Каменский и С. Н. Елисеева участвовали в

дались емкости выше по сравнению с LMO_PVDF на

написании текста статьи. Все авторы участвовали в

6-14 мА·ч·г^-1 [погрешность измерения составила

обсуждении результатов.

±(1-3) мА·ч·г^-1). Также величина поляризации при

Т = -30°С для электрода LMO_comb ниже на 150 мВ по

Информация об авторах

сравнению с LMO_PVDF. Это свидетельствует о поло-

жительном влиянии добавки проводящего полимера

Каменский Михаил Александрович,

на свойства электродного материала при отрицатель-

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7542-0902

ной температуре.

Мухтудинова Алина Ибрагимовна,

Для Li₄Ti₅O₁₂-электродов с одинаковым соотно-

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9130-3426

шением компонентов наблюдались сопоставимые

Елисеева Светлана Николаевна, к.х.н., доцент,

по величине емкости при комнатной температуре

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2015-2151

независимо от величины тока заряда/разряда, при

Кондратьев Вениамин Владимирович, д.х.н.,

понижении температуры на низком токе (0.5 С) элек-

проф., ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9640-3765

254

Каменский М. А. и др.

Список литературы

Power Sources. Elsevier B.V. 2010. V. 195. N 15.

P. 4997-5004.

[1]

Rodrigues M.-T. F., Babu G., Gullapalli H., Kalaga K.,

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.02.020

Sayed F. N., Kato K., Joyner J., Ajayan P. M.

[12]

Marinaro M., Nobili F., Birrozzi A., Eswara

A materials perspective on Li-ion batteries at extreme

Moorthy S. K., Kaiser U., Tossici R., Marassi R.

temperatures // Nat. Energy. 2017. V. 2. N 8. P. 17108.

Improved low-temperature electrochemical

https://doi.org/10.1038/nenergy.2017.108

performance of Li₄Ti₅O₁₂ composite anodes for

[2]

Zhang W., Sun X., Tang Y., Xia H., Zeng Y., Qiao L.,

Li-ion batteries // Electrochim. Acta. 2013. V. 109.

Zhu Z., Lv Z., Zhang Y., Ge X., Xi S., Wang Z., Du Y.,

P. 207-213.

Chen X. Lowering charge transfer barrier of LiMn₂O₄

https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.07.093

via nickel surface doping to enhance Li⁺ intercalation

[13]

Hou J., Yang M., Wang D., Zhang J. Fundamentals

kinetics at subzero temperatures // J. Am. Chem. Soc.

and challenges of lithium ion batteries at temperatures

2019. V. 141. N 36. P. 14038-14042.

between -40 and 60°C // Adv. Energy Mater. 2020.

https://doi.org/10.1021/jacs.9b05531

P. 1904152.

[3]

Singer J. P., Birke K. P. Kinetic study of low

https://doi.org/10.1002/aenm.201904152

temperature capacity fading in Li-ion cells // J. Energy

[14]

Chou S. L., Pan Y., Wang J. Z., Liu H. K., Dou S. X.

Storage. 2017. V. 13. P. 129-136.

Small things make a big difference: Binder effects on

https://doi.org/10.1016/j.est.2017.07.002

the performance of Li and Na batteries // Phys. Chem.

[4]

Huang C.-K., Sakamoto J. S., Wolfenstine J.,

Chem. Phys. 2014. V. 16. N 38. P. 20347-20359.

Surampudi S. The limits of low-temperature

https://doi.org/10.1039/c4cp02475c

performance of Li-ion cells // J. Electrochem. Soc.

[15]

Chen H., Ling M., Hencz L., Ling H.Y., Li G., Lin Z.,

2000. V. 147. N 8. P. 2893.

Liu G., Zhang S. Exploring chemical, mechanical,

https://doi.org/10.1149/1.1393622

and electrical functionalities of binders for advanced

[5]

Smart M. C., Ratnakumar B. V, Surampudi S. Use

energy-storage devices // Chem. Rev. 2018. V. 118.

of organic esters as cosolvents in electrolytes for

N 18. P. 8936-8982.

lithium-ion batteries with improved low temperature

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00241

performance // J. Electrochem. Soc. 2002. V. 149. N 4.

[16]

Bresser D. Buchholz D., Moretti A., Varzi A.,

P. A361-A370. https://doi.org/10.1149/1.1453407

Passerini S. Alternative binders for sustainable

[6]

Xu K. Tailoring electrolyte composition for LiBOB

electrochemical energy storage — the transition

// J. Electrochem. Soc. 2008. V. 155. N 10. P. A733-

to aqueous electrode processing and bio-derived

A738. https://doi.org/10.1149/1.2961055

polymers // Energy Environ. Sci. 2018. V. 11. N 11.

[7]

Yaakov D. Gofer Y., Aurbach D., Halalay I. C. On

P. 3096-3127.

the study of electrolyte solutions for Li-ion batteries

https://doi.org/10.1039/C8EE00640G

that can work over a wide temperature range // J.

[17]

Ma Y., Ma J., Cui G. Small things make big deal:

Electrochem. Soc. 2010. V. 157. N 12. P. A1383-

Powerful binders of lithium batteries and post-lithium

A1391. https://doi.org/10.1149/1.3507259

batteries // Energy Storage Mater. 2019. V. 20. P. 146-

[8]

Turk M. C., Johnson C. A., Roy D. Electroanalytical

175. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2018.11.013

evaluation of temperature dependent electrolyte

[18]

Zhang Z., Zeng T., Lai Y., Jia M., Li J. A comparative

functions for lithium ion batteries: Investigation of

study of different binders and their effects on

selected mixed carbonate solvents using a lithium

electrochemical properties of LiMn₂O₄ cathode in

titanate electrode // J. Energy Storage. 2018. V. 20.

lithium ion batteries // J. Power Sources. 2014. V. 247.

P. 395-408. https://doi.org/10.1016/j.est.2018.10.013

P. 1-8.

[9]

Kubicka M., Bakierska M., Swietoslawski M.,

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.08.051

Chudzik K., Molenda M. The temperature effect on

[19]

Lee B. R., Oh E. S. Effect of molecular weight and

the electrochemical performance of sulfur-doped

degree of substitution of a sodium-carboxymethyl

LiMn₂O₄ in Li-ion cells // Nanomaterials. 2019. V. 9.

cellulose binder on Li₄Ti₅O₁₂ anodic performance //

P. 128-135.

J. Phys. Chem. C. 2013. V. 117. N 9. P. 4404-4409.

https://doi.org/10.1007/s12598-014-0418-9

https://doi.org/10.1021/jp311678p

[10]

Pu Z., Lan Q., Li Y., Liu S., Yu D., Lv X.-J. Preparation

[20]

Buqa H., Holzapfel M., Krumeich F., Veit C., Novák P.

of W-doped hierarchical porous Li₄Ti₅O₁₂/brookite

Study of styrene butadiene rubber and sodium methyl

nanocomposites for high rate lithium ion batteries at

cellulose as binder for negative electrodes in lithium-

-20 °C // J. Power Sources. 2019. V. 437. P. 226890.

ion batteries // J. Power Sources. 2006. V. 161. N 1.

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.226890

P. 617-622.

[11]

Yuan T. Yu X., Cai R., Zhou Y., Shao Z. Synthesis

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.03.073

of pristine and carbon-coated Li₄Ti₅O₁₂ and their

[21]

Yan X., Zhang Y., Zhu K., Gao Y., Zhang D., Chen G.,

low-temperature electrochemical performance // J.

Wang C., Wei Y. Enhanced electrochemical properties

Электрохимические характеристики LiMn₂O₄- и Li₄Ti₅O₁₂ электродов при отрицательных температурах...

255

of TiO₂(B) nanoribbons using the styrene butadiene

[24] Eliseeva S. N., Kamenskii M. A., Tolstopjatova E. G.,

rubber and sodium carboxyl methyl cellulose water

Kondratiev V. V. Effect of combined conductive

binder // J. Power Sources. 2014. V. 246. P. 95-102.

polymer binder on the electrochemical performance

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.07.072

of electrode materials for lithium-ion batteries //

[22] Mancini M., Nobili F., Tossici R., Marassi R. Study of

Energies. 2020. V. 13. N 9. P. 2163.

the electrochemical behavior at low temperatures of

https://doi.org/10.3390/en13092163

green anodes for lithium ion batteries prepared with

[25] Vorobeva K. A., Eliseeva S. N., Apraksin R. V.,

anatase TiO₂ and water soluble sodium carboxymethyl

Kamenskii M. A., Tolstopjatova E. G., Kondratiev V. V.

cellulose binder // Electrochim. Acta. 2012. V. 85.

Improved electrochemical properties of cathode

P. 566-571.

material LiMn₂O₄ with conducting polymer binder //

https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.08.115

J. Alloys Compd. 2018. V. 766. P. 33-44.

[23] Yen J., Chang C.-C., Lin Y., Shen S.-T.,

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.06.324

Hong J.-L. Effects of styrene-butadiene rubber/

[26] Eliseeva S. N., Shkreba E. V., Kamenskii M. A.,

carboxymethylcellulose (SBR/CMC) and

Tolstopjatova E. G., Holze R., Kondratiev V. V.

polyvinylidene difluoride (PVDF) binders on low

Effects of conductive binder on the electrochemical

temperature lithium ion batteries // J. Electrochem.

performance of lithium titanate anodes // Solid State

Soc. 2013. V. 160. N 10. P. A1811-A1818.

Ionics. 2019. V. 333. P. 18-29.

https://doi.org/10.1149/2.083310jes

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2019.01.011