1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Электрохимия
  4. T. 58, № 3, 2022

Электрохимия, 2022, T. 58, № 3, стр. 121-128

Влияние бис-(оксалато)бората лития на зарядно-разрядное гальваностатическое циклирование литиевого электрода в сульфолановых растворах перхлората лития

Л. В. Шеина a, *, А. Л. Иванов a, Е. В. Карасева a, **, В. С. Колосницын a

a Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН
Уфа, Россия

* E-mail: sheina.l.v@gmail.com
** E-mail: karaseva@anrb.ru

Поступила в редакцию 09.04.2021
После доработки 08.07.2021
Принята к публикации 15.07.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Изучено влияние бис-(оксалато)бората лития (LiBOB) на физико-химические свойства растворов перхлората лития в сульфолане и длительность циклирования литиевого электрода. Установлено, что введение в сульфолановые растворы LiClO4 небольшого количества LiBOB (0.24 М) незначительно увеличивает вязкость растворов, но не приводит к снижению удельной электропроводности. Увеличение содержания LiBOB приводит к снижению удельной электропроводности и увеличению вязкости, энергий активации электропроводности и вязкого течения электролитного раствора. Показано, что коррегированная электропроводность раствора, содержащего две соли с общей концентрацией 1.54 М, существенно выше коррегированной электропроводности 1.5 М раствора LiClO4 в сульфолане, что может указывать на образование ионных ассоциатов высокого порядка в присутствии LiBOB. Введение бис-(оксалато)бората лития в сульфолановые растворы перхлората лития увеличивает сопротивление поверхностных пленок на металлическом литиевом электроде и длительность его циклирования. Основным фактором, определяющим длительность циклирования литиевого электрода, является не электропроводность поверхностных пленок, образующихся на литиевом электроде, а их защитные свойства.

Ключевые слова: литиевый электрод, циклирование, электролиты для литиевых аккумуляторов, сульфолан, лития бис-(оксалато)борат, перхлорат лития

ВВЕДЕНИЕ

Металлический литий является одним из наиболее перспективных активных материалов для отрицательных электродов аккумуляторов нового поколения, таких как Li–S и Li–O2 [1]. Существует ряд нерешенных проблем, препятствующих коммерциализации аккумуляторов с отрицательным электродом на основе металлического лития: склонность к образованию при катодном осаждении электрохимически неактивных мелкодисперсных осадков дендритной или мшистой структуры; активное взаимодействие металлического лития, особенно свежеобразованного при катодном осаждении, с компонентами электролитных систем (растворителями и анионами фоновых солей), приводящее к их деструкции [2, 3].

Одним из способов замедления или предотвращения негативных процессов, сопровождающих катодно-анодное циклирование литиевого электрода, является формирование на поверхности литиевого электрода барьерных пленок, обладающих высокой литий-ионной проводимостью и хорошими защитными свойствами по отношению к компонентам электролитных систем.

Поверхностные барьерные пленки с необходимыми свойствами могут быть сформированы на литиевом электроде различными способами, например, введением в электролит специальных реагентов [4–6] или нанесением предварительно сформированных литий-ион проводящих пленок [7, 8]. Наиболее простым и удобным в исполнении способом является введение в электролит реагентов, способных при взаимодействии с металлическим литием образовывать поверхностные пленки с требуемыми свойствами. В качестве таких реагентов предложено использовать органические соединения – виниленкарбонат, фторэтиленкарбонат [6, 9, 10] – или литиевые соли с реакционноспособными анионами, такие как LiNO3 и LiBOB [6, 11, 12]. Большой интерес в качестве реагента, способного образовывать на поверхности металлического литиевого электрода барьерные пленки с высокой электропроводностью и хорошими защитными свойствами, вызывает бис-(оксалато)борат лития (LiBOB). Так, эффективность циклирования металлического лития в растворах LiBOB в карбонатных растворителях выше, чем в растворах других литиевых солей, и составляет 92.5%, в то время как в растворах LiClO4 – 72.3% [13]. Однако использование LiBOB в качестве индивидуальной электролитной соли затруднено из-за его ограниченной растворимости в карбонатных растворителях, особенно линейного строения (~0.7–0.8 М), и невысокой электропроводности образующихся растворов [14–16]. Поэтому предложено использовать LiBOB в качестве добавки в электролитные растворы, содержащие литиевые соли, обладающие хорошей растворимостью и диссоциирующей способностью [17–19].

Большой интерес в качестве растворителей для электролитов энергоемких аккумуляторов представляют сульфоны [12, 20]. Интерес к сульфоновым электролитным системам обусловлен их высокой окислительной устойчивостью [20‒22]. Однако сульфоны могут подвергаться восстановлению, особенно таким сильным восстановителем как металлический литий [12, 23]. Ранее нами было изучено поведение литиевого электрода в сульфолановых электролитных растворах и показано влияние природы аниона литиевой соли и полисульфидов лития на эффективность и длительность циклирования литиевого электрода [24–26].

Целью настоящей работы было изучение влияния бис-(оксалато)бората лития на циклирование металлического литиевого электрода в сульфолановых растворах перхлората лития. Поскольку длительность циклирования литиевого электрода увеличивается с ростом концентрации солей в электролитах [27, 28], суммарная концентрация LiClO4 и LiBOB в изученных сульфолановых растворах была близкой к насыщению.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Сульфолан (тетраметиленсульфон, 99%, Sigma-Aldrich) очищали и осушали двойной вакуумной перегонкой. Бис-(оксалато)борат лития (99.8%, Rockwood Lithium, Германия) использовали без дополнительной очистки. Перхлорат лития был перекристаллизован из водных растворов и осушен в вакууме при 100°С в присутствии молекулярных сит.

Растворимость LiBОB в сульфолане была определена следующим образом. В сульфолан, при температуре 30°С, последовательно вводили навески соли до образования насыщенного раствора. Об образовании насыщенного раствора судили по прекращению растворения соли и образованию твердой донной фазы. Затем к насыщенному раствору LiBOB в сульфолане небольшими порциями (вес порции растворителя был не более 1% от веса раствора) добавляли чистый сульфолан до полного растворения донной фазы соли. Моляльную концентрацию полученного раствора рассчитывали исходя из веса растворителя и соли, а молярную концентрацию – после определения относительной плотности раствора. Оценка показала, что растворимость LiBОB в сульфолане составляет 1.10 ± 0.02 М.

Электролитные растворы для исследований готовили растворением навесок LiBOB в растворах LiClO4 в сульфолане. Приготовление растворов осуществляли в перчаточном боксе, заполненном сухим воздухом (точка росы –56°С).

Физико-химические свойства растворов солей исследовали в температурном диапазоне 25–60°С по общепринятым методикам. Удельную электропроводность измеряли в стеклянных двухэлектродных ячейках с черненными платиновыми электродами на частоте 1000 Гц с помощью измерителя иммитанса Е7-21 (ОАО “МНИПИ”, Беларусь). Термостатирование ячеек осуществляли в термостате-криостате МК-70 (Германия) с точностью ±0.5°С.

Кинематическую вязкость измеряли в стеклянных вискозиметрах Убеллоде, модернизированных для измерений безводных систем [29].

Относительную плотность растворов определяли пикнометрическим методом. Ошибка определения электропроводности и вязкости не превышала 1.0%, относительной плотности ~0.02%.

Изучение циклируемости литиевого электрода и определение эффективных чисел переноса иона лития $\left( {{{t}_{{{\text{L}}{{{\text{i}}}^{ + }}}}}} \right)$ проводили по методикам, изложенным в нашей предыдущей работе [30]. Использовали герметичные ячейки типа Swagelok® cell (материал–нержавеющая сталь) с плоскопараллельными дисковыми электродами. Рабочие (S = 6.35 cм2) и вспомогательные (S = 5 cм2) электроды были изготовлены из литиевой фольги толщиной 100 мкм (99.99%, China Energy Lithium Co., Китай). В качестве сепаратора использовали 2 слоя сепарационного материала Celgard®3501 (S = 6.35 cм2). Объем электролита составлял 10 мкл/см2.

Гальваностатическую поляризацию симметричных Li|Li ячеек осуществляли при 30°С с помощью батарейного тестера BT2-100PG [31], а спектры электрохимического импеданса регистрировали с помощью потенциостата/гальваностата SP-200 с функцией импедансного спектрометра (BioLogic, Франция) в частотном диапазоне 25 Гц–100 кГц. Диапазон потенциалов катодной и анодной поляризации литиевого электрода ограничивали ±500 мВ, плотность тока составляла 0.2 мА см–2. Количество электричества при катодном осаждении и анодном растворении лития составляло 1.0 мА ч см–2. Разброс результатов не превышал ±10%. Эффективное число переноса иона лития $\left( {{{t}_{{{\text{L}}{{{\text{i}}}^{ + }}}}}} \right)$ оценивали методом, описанном в работах [32, 33].

Токи обмена литиевого электрода (i0, мА см–2) рассчитывали из полученных значений сопротивлений переноса заряда через фазовую границу (R2) по формуле:

(1)
${{i}_{0}} = \frac{{RT \times {{{10}}^{3}}}}{{z \cdot F \cdot R2 \cdot S \cdot 2}},$
где i0 – плотность тока обмена, мА см–2; R – универсальная газовая постоянная, 8.314 Дж К–1 моль–1; T – температура, К; z – количество электронов, принимающих участие в элементарном акте реакции; F – постоянная Фарадея, 96 500 Кл моль–1; R2 – сопротивление переноса заряда, Ом; S – площадь электрода, см2.

Средние значения напряжений при катодной и анодной поляризации рабочего электрода на каждом цикле ($\bar {U},$ B) рассчитывали по уравнению (2) [23, 34]:

(2)
$\bar {U} = \frac{{\sum\limits_{i = 0}^n {{{U}_{i}}} }}{n},$
где $\sum\nolimits_{i = 0}^n {{{U}_{i}}} $ – сумма измеренных напряжений U (В) при катодной или анодной поляризации рабочего электрода на каждом цикле через определенные промежутки времени; n – количество измеренных напряжений U (В) через определенные промежутки времени в катодном или анодном полуцикле.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Физико-химические свойства растворов LiClO4–LiBOB–сульфолан

Введение в сульфолановые растворы перхлората лития LiBOB, при сохранении общей концентрации литиевых солей 1.0 и 1.5 М, приводит к снижению удельной электропроводности (χ) и увеличению вязкости (η), энергий активации электропроводности (Eaкт(χ)) и вязкого течения (Eaкт(η)) (табл. 1). Наиболее сильно LiBOB оказывает влияние на физико-химические свойства концентрированного раствора. Так, коррегированная электропроводность (χ · η) сульфоланового раствора, содержащего две соли с общей концентрацией 1.54 М, существенно выше коррегированной электропроводности 1.5 М раствора LiClO4 в сульфолане. Высокая вязкость и, как следствие, высокая коррегированная электропроводность концентрированного раствора, содержащего 0.94 М LiClO4 и 0.6 М LiBOB, могут быть следствием образования ионных ассоциатов высокого порядка – ионных тройников и ионных квадруполей [35].

Таблица 1.

Физико-химические свойства (30°С) и энергии активации электропроводности и вязкого течения растворов LiClO4 [36–38] и LiBOB [30] в сульфолане и трехкомпонентных растворов LiClO4–LiBOB–сульфолан

Концентрация соли, М χ × 103, Ом–1 см–1 η × 103, Па с ρ, г см–3 χ · η × 106, Ом–1 см–1 Па с tLi+ ±0.03 Еакт, ±0.05, кДж моль–1
LiClO4 LiBOB Еакт (χ) Еакт (η)
1.0 – 2.22 27.4 1.317 60.8 0.39 18.1 23.6
1.5 – 2.10 51.1 1.342 107.3 – – –
– 1.0 1.60 44.6 1.334 71.4 0.46 24.1 30.2
0.75 0.24 2.14 32.6 1.324 69.8 0.40 19.8 25.5
0.94 0.60 1.52 90.6 1.364 137.7 0.47 24.9 32.8

Эффективные числа переноса катиона лития $\left( {{{t}_{{{\text{L}}{{{\text{i}}}^{ + }}}}}} \right)$ в растворах, содержащих LiBOB, выше, чем в растворе LiClO4.

Циклирование литиевого электрода в системе LiClO4–LiBOB–сульфолан

Годографы импеданса ячеек Li|электролит|Li с электролитами различного состава представляют собой дуги полуокружностей с центрами, расположенными ниже оси абсцисс (рис. 1а). Сопротивление пассивирующих пленок на поверхности литиевого электрода определяли по длине хорды окружности, отсекаемой на действительной оси.

Рис. 1.

Годографы импеданса симметричных ячеек Li|электролит|Li через 20 ч термостатирования при +30°С (а) и изменение средних значений напряжений на ячейках в процессе их циклической катодно-анодной поляризации (б): 1 – 1 M раствор LiClO4 в сульфолане [30]; 2 – 1.5 M раствор LiClO4 в сульфолане; 3 – 1 M раствор LiBOB в сульфолане [30]; 4 – раствор 0.24 М LiBOB + 0.75 М LiClO4 в сульфолане; 5 – раствор 0.60 М LiBOB + 0.94 M LiClO4 в сульфолане.

Годографы импеданса литий-литиевых ячеек наилучшим образом описываются эквивалентной схемой, представленной на рис. 1а, где R1 – сопротивление электролита в межэлектродном зазоре; R2 – сопротивление переноса заряда через фазовую границу электрод/электролит; CPE1 = = P1−1(jω)−n1 – элемент постоянной фазы, отражающий неоднородность границ электрод/электролит.

Из значений сопротивлений переноса заряда через фазовую границу (R2) были рассчитаны токи обмена литиевого электрода (i0, мА см–2). Рассчитанные значения элементов эквивалентных схем литий-литиевых ячеек с различными электролитами и токи обмена суммированы в табл. 2.

Таблица 2.

Элементы эквивалентных схем ячеек Li|электролит|Li с электролитами на основе сульфолановых растворов литиевых солей

Элементы эквивалентных схем Литиевая соль
1 М LiClO4 1.5 М LiClO4 1 М LiBOB 0.24 М LiBOB 0.75 М LiClO4 0.60 М LiBOB 0.94 М LiClO4
R1, Ом 2.98 5.82 5.66 4.38 4.69
R2, Ом 17.0 12.1 137.6 56.6 44.6
P1 3.73 × 10–5 5.43 × 10–5 2.66 × 10–5 4.31 × 10–5 2.61 × 10–5
n1 0.853 0.837 0.778 0.770 0.819
i0, мА см–2 1.5 × 10–1 2.2 × 10–1 1.9 × 10–2 4.6 × 10–2 5.9 × 10–2

Примечание. Р1 – фактор пропорциональности; n – экспоненциальный показатель, обозначающий фазовое отклонение, ‒1 ≤ |n| ≤ 1.

Исследования свойств литиевого электрода методом электрохимического импеданса показали, что введение бис-(оксалато)бората лития в сульфолановые растворы перхлората лития приводит к увеличению сопротивления поверхностных пленок на литиевом электроде. Это было ожидаемо, исходя из значения сопротивления поверхностных пленок на литиевом электроде в 1 М растворе бис-(оксалато)бората лития в сульфолане.

Независимо от солевого состава, увеличение концентрации литиевых солей в растворах с 1 до 1.5 М приводит к небольшому уменьшению сопротивления поверхностных пленок, формирующихся на литиевом электроде: в 1.4 раза для системы LiClO4–сульфолан и в 1.3 раза для системы LiClO4–LiBOB–сульфолан (табл. 2).

Скорость электрохимических реакций на литиевом электроде в сульфолановых растворах перхлората лития примерно в 2–3 раза больше, чем в растворах перхлората лития, содержащих бис-(оксалато)борат лития, о чем свидетельствуют различия в рассчитанных значениях токов обмена, представленных в табл. 2.

При катодно-анодном циклировании симметричных литий-литиевых ячеек средние значения напряжений на ячейках коррелируют с сопротивлением поверхностных пленок, образующихся на литиевом электроде при длительном хранении в электролитах различного состава (рис. 1б). По мере циклирования средние значения величин напряжений на ячейках первоначально снижаются, затем стабилизируются, а через некоторое количество циклов начинают быстро возрастать. Более сложную форму имеет зависимость напряжения от количества циклов ячеек с электролитом на основе 1 М LiBOB. В процессе циклирования после некоторого снижения напряжение на ячейке начинает плавно увеличиваться. В целом напряжение на ячейках определяется солевым составом электролитов и коррелирует с сопротивлением пассивирующих пленок на литиевом электроде.

Длительность циклирования литиевого электрода также зависит от солевого состава электролитной системы и практически не зависит от концентрации электролитной соли. Так, в 1 и 1.5 М растворах LiClO4 в сульфолане было получено по 42 цикла. Введение бис-(оксалато)бората лития привело к увеличению длительности циклирования металлического литиевого электрода в сульфолановых растворах перхлората лития примерно в 2 раза – с 42 до 89 циклов.

Следует отметить, что длительность циклирования литиевого электрода коррелирует с сопротивлением пассивирующей пленки, образующейся на поверхности литиевого электрода при длительном контакте с электролитным раствором и не коррелирует с электропроводностью изученных электролитных систем. С увеличением R2 длительность циклирования металлического литиевого электрода увеличивается. Исключение составляет 1 М раствор LiBOB в сульфолане, для которого наблюдаются самые высокие значения R2 (137.6 Ом), а длительность циклирования металлического литиевого электрода больше (81 цикл), чем в растворах LiClO4, но меньше, чем в растворах, содержащих смеси солей.

Исследования показали, что основным фактором, определяющим длительность циклирования литиевого электрода, является не электропроводность поверхностных пленок, образующихся на литиевом электроде, а их защитные свойства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показали, что введение бис-(оксалато)бората лития в растворы перхлората лития в сульфолане незначительно уменьшает их электропроводность, но существенно увеличивает вязкость и коррегированную электропроводность. Коррегированная электропроводность раствора, содержащего перхлорат и бис-(оксалато)борат лития с общей концентрацией 1.54 М, существенно выше коррегированной электропроводности 1.5 М раствора перхлората лития в сульфолане, что может указывать на образование ионных ассоциатов высокого порядка в присутствии LiBOB.

Сопротивление поверхностных пленок на металлическом литиевом электроде и длительность его циклирования в сульфолановых электролитных растворах определяется природой аниона литиевой соли. Введение бис-(оксалато)бората лития в сульфолановые растворы перхлората лития увеличивает сопротивление поверхностных пленок на металлическом литиевом электроде и длительность его циклирования. Корреляции между длительностью циклирования металлического литиевого электрода и удельной ионной электропроводностью изученных электролитных систем не наблюдается.

Список литературы

  1. Varzi, A., Thanner, K., Scipioni, R., Di Lecce, D., Hassoun, J., D¨orfler, S., Altheus, H., Kaskel, S., Prehal, C., and Freunberger, S.A., Current status and future perspectives of lithium metal batteries, J. Power Sources, 2020, vol. 480, p. 228803. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228803

  2. Wu, X., Pan, K., Jia, M., Ren, Y., He, H., Zhang, L., and Zhang, S., Electrolyte for lithium protection: From liquid to solid, Green Energy & Environment, 2019, vol. 4, p. 360. https://doi.org/10.1016/j.gee.2019.05.003

  3. Wang, Q., Wang, H., Wu, J., Zhou, M., Liu, W., and Zhou, H., Advanced electrolyte design for stable lithium metal anode: From liquid to solid, Nano Energy, 2021, vol. 80, p. 105516. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105516

  4. Peled, E., The Electrochemical Behavior of Alkali and Alkaline Earth Metals in Nonaqueous Battery Systems—The Solid Electrolyte Interphase Model, J. Electrochem. Soc., 1979, vol. 126, p. 2047.

  5. Von Aspern, N., Rçschenthaler, G.-V., Winter, M., and Cekic-Laskovic, I., Fluorine and Lithium: Ideal Partners for High-Performance Rechargeable Battery Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, vol. 58, p. 15978. https://doi.org/10.1002/ange.201901381

  6. Guo, J., Wen, Z., Wu, M., Jin, J., and Liu, Y., Vinylene carbonate–LiNO3: A hybrid additive in carbonic ester electrolytes for SEI modification on Li metal anode, Electrochem. Commun., 2015, vol. 51, p. 59. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2014.12.008

  7. Xu, R., Cheng, X.-B., Yan, C., Zhang, X.-Q., Xiao, Y., Zhao, C.Z., Huang, J.-Q., and Zhang, Q., Artificial Interphases for Highly Stable Lithium Metal Anode, Matter, 2019, vol. 1, p. 317. https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.05.016

  8. Cheng, X.-B., Zhang, R., Zhao, C.-Z., and Zhang, Q., Toward Safe Lithium Metal Anode in Rechargeable Batteries: A Review, Chem. Rev. 2017, vol. 117, p. 10403. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00115

  9. Park, S.-J., Hwang, J.-Y., Yoon, C. S., Jung, H.G., and Sun, Y.-K., Stabilization of Lithium-Metal Batteries Based on In-Situ Formation of Stable Solid Electrolyte Interphase Layer, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, vol. 10, no. 21, p. 17985.

  10. Zhang, X.-Q., Cheng, X.-B., Chen, X., Yan, C., and Zhang, Q., Fluoroethylene Carbonate Additives to Render Uniform Li Deposits in Lithium Metal Batteries, Adv. Funct. Mater., 2017, 1605989. https://doi.org/10.1002/adfm.201605989

  11. Li, S., Yang, L., Wang, P., Li, Z., Li, W., Liu, H., and Cui, X., Targeted research on the single role of lithium Bis(oxalate)borate in the film-forming process through a novel lithium salt-free electrolyte system, J. Power Sources, 2020, vol. 471, p. 228426. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228426

  12. Li, C., Wang, P., Li, S., Zhao, D., Zhao, Q., Liu, H., and Cui, X., Active Mechanism of the Interphase Film-Forming Process for an Electrolyte Based on a Sulfolane Solvent and a Chelato-Borate Complexe, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, vol. 10, no. 30, p. 25744.

  13. Ding, F., Xu, W., Chen, X., Zhang, J., Engelhard, M.H., Zhang, Y., Johnson, B.R., Crum, J.V., Blake, T.A., Liu, X., and Zhang, J.-G., Effects of Carbonate Solvents and Lithium Salts on Morphology and Coulombic Efficiency of Lithium Electrode, J. Electrochem. Soc., 2013, vol. 160, no. 10, p. A1894. https://doi.org/10.1149/2.100310jes

  14. Ли, С.Я., Куи, C.Л., Cу, C.Л., Ши, C.М., Ли, Г.C. Электрохимическое поведение двух типов тройных смесей электролитов с бис-(оксалато)боратом лития. Электрохимия. 2012. Т. 48. С. 569. [Li, S.Y., Cui, X.L., Xu, X.L., Shi, X.M., and Li, G.X., Electrochemical performances of two kinds of ternary electrolyte mixtures with lithium bis (oxalate)borate, Russ. J. Electrochem., 2012, vol. 48, p. 518.] https://doi.org/10.1134/S1023193511090126

  15. Бушкова, О.В., Ярославцева, T.В., Добровольский, Ю.А. Новые соли лития в электролитах для литий-ионных аккумуляторов (обзор). Электрохимия. 2017. Т. 53. С. 763. [Bushkova, O.V., Yaroslavtseva, T.V., and Dobrovolsky, Y.A., New Lithium Salts in Electrolytes for Lithium-Ion Batteries (Review), Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, p. 677.] https://doi.org/10.7868/S0424857017070015

  16. Fan, L.-Z., Xing, T., Awan, R., and Qiu, W., Studies on lithium bis(oxalato)-borate/propylene carbonate-based electrolytes for Li-ion batteries, Ionics, vol. 17, p. 491. https://doi.org/10.1007/s11581-011-0551-5

  17. Hofmann, A. and Hanemann, T., Novel electrolyte mixtures based on dimethyl sulfone, ethylene carbonate and LiPF6 for lithium-ion batteries, J. Power Sources, 2015, vol. 298, p. 322. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.08.071

  18. Santee, S., Xiao, A., Yang, L., Gnanaraj, J., and Lucht, B.L., Effect of combinations of additives on the performance of lithium ion batteries, J. Power Sources, 2009, vol. 194, p. 1053. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.06.012

  19. Zhang, S.S., An unique lithium salt for the improved electrolyte of Li-ion battery, Electrochem. Commun., 2006, vol. 8, p. 1423. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2006.06.016

  20. Flamme, B., Haddad, M., Phansavath, P., Ratovelomanana-Vidal, V., and Chagnes, A., Anodic Stability of New Sulfone-Based Electrolytes for Lithium-Ion Batteries, ChemElectroChem., 2018, vol. 5, p. 2279. https://doi.org/10.1002/celc.201701343

  21. Shao, N., Sun, X.-G., Dai, S., and Jiang, D., Electrochemical Windows of Sulfone-Based Electrolytes for High-Voltage Li-Ion Batteries, Phys. Chem. B., 2011, vol. 115, p. 12120. https://doi.org/10.1021/jp204401t

  22. Wu, F., Zhou, H., Bai, Y., Wang, H., and Wu, C., Toward 5 V Li-Ion Batteries: Quantum Chemical Calculation and Electrochemical Characterization of Sulfone-Based High-Voltage Electrolytes, ACS Appl. Mater. Interfaces., 2015, vol. 7, no. 27, p. 15098. https://doi.org/10.1021/acsami.5b04477

  23. Иванов, А.Л. Электрохимия литиевого электрода в электролитных системах, содержащих полисульфиды лития: Автореф. дис. канд. хим. наук. Уфа, 2011. 22 с.

  24. Колосницын, В.С., Иванов, А.Л., Карасева, Е.В. Катодное осаждение лития на нержавеющую сталь из сульфолановых электролитных систем. Электрохим. энергетика. 2009. Т. 9. № 1. С. 25.

  25. Колосницын, В.С., Карасева, Е.В., Иванов, А.Л. Электрохимия литиевого электрода в растворах полисульфидов лития. Электрохимия. 2008. Т. 44. С. 609. [Kolosnitsyn, V.S., Karaseva, E.V., and Iva-nov, A.L., Electrochemistry of a lithium electrode in lithium polysulfide solutions, Russ. J. Electrochem., 2008, vol. 44, p. 564.] https://doi.org/10.1134/S1023193508050091

  26. Колосницын, В.С., Иванов, А.А., Карасева, Е.В., Мочалов, С.Э., Кузьмина, Е.В. Влияние полисульфидов лития на циклирование литиевого электрода в 1 М LiClO4 в сульфолане. Электрохим. энергетика. 2013. Т. 13. № 3. С. 144.

  27. Liu, X., Shen, C., Gao, N., Hou, Q., Song, F., Tian, X., He, Y., Huang, J., Fang, Z., and Xie, K., Concentrated electrolytes based on dual salts of LiFSI and LiODFB for lithium-metal battery, Electrochim. Acta, 2018, vol. 289, p. 422. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.09.085

  28. Qian, J.F., Henderson, W.A., Xu, W., et al., High rate and stable cycling of lithium metal anode, Nat. Commun., 2015, vol. 6, p. 6362. https://doi.org/10.1038/ncomms7362

  29. Шеина, Л.В. Физико-химические и электрохимические свойства электролитных систем на основе сульфонов: Дис. канд. хим. наук. Уфа, 2009. С. 60.

  30. Шеина, Л.В., Иванов, А.Л., Карасева, Е.В., Колосницын, В.С. Физико-химические и электрохимические свойства растворов бис(оксалато)бората лития в сульфолане. Электрохимия. 2021. Т. 57. № 12.

  31. Мочалов, С.Э., Антипин, А.В., Колосницын, В.С. Многоканальное устройство тестирования вторичных химических источников тока и электрохимических ячеек. Научное приборостроение. 2009. Т. 19. № 3. С. 88. [Mochalov, S.E., Antipin, A.V., and Kolosnitsyn, V.S., Multichannel test system for secondary chemical current sources and electrochemical cells, Scientific instrumentation, 2009, vol. 19, no. 3, p. 88.] URL: http://213.170.69.26/en/magazine.php.

  32. Evans, J., Vincent, C.A., and Bruce, P.G., Electrochemical measurement of transference number in polymer electrolytes, Polymer., 1987, vol. 28, p. 2324. https://doi.org/10.1016/0032-3861(87)90394-6

  33. Bruce, P.G., Evans, J., and Vincent, C.A., Conductivity and Transference Number Measurements on Polymer Electrolytes, Solid State Ionics, 1988, vols. 28–30, p. 918. https://doi.org/10.1016/0167-2738(88)90304-9

  34. Ishikawa, M., Machino, S., and Morita, M., Electrochemical control of a Li metal anode interface: improvement of Li cyclability by inorganic additives compatible with electrolytes, J. Electroanal. Chem., 1999, vol. 473, nos. 1–2, p. 279.

  35. Эркабаев, А.М., Ярославцева, Т.В., Бушкова, О.В. Квантово-химическое и ИК-спектроскопическое исследование ионной ассоциации в растворах LiCF3SO3 в ацетонитриле. Журн. физической химии. 2020. Т. 94. С. 706. [Erkabaev, A.M., Yaroslavtseva, T.V., and Bushkova, O.V., Quantum-Chemical and IR Spectroscopic Study of Ionic Association in Solutions of LiCF3SO3 in Acetonitrile, Russ. J. Phys. Chem., 2020, vol. 94, p. 933.] https://doi.org/10.31857/S0044453720050064

  36. Колосницын, В.С., Шеина, Л.В., Мочалов, С.Э. Физико-химические и электрохимические свойства растворов литиевых солей в сульфолане. Электрохимия. 2008. Т. 44. С. 620. [Kolosnitsyn, V.S., Sheina, L.V., and Mochalov, S.E., Physicochemical and electrochemical properties of sulfolane solutions of lithium salts, Russ. J. Electrochem., 2008, vol. 44, p. 575.] https://doi.org/10.1134/S102319350805011X

  37. Колосницын, В.С., Слободчикова, Н.В., Шеина, Л.В. Электропроводность растворов перхлората лития в сульфонах различного строения. Электрохимия. 2001. Т. 37. С. 703. [Kolosnitsyn, V.S., Slobodchikova, N.V., and Sheina, L.V., Electroconduction of Lithium Perchlorate Solutions in Sulfones, Russ. J. Electrochem., 2001, vol. 37, p. 599.] https://doi.org/10.1023/A:1016666517462

  38. Karaseva, E.V., Kuzmina, E.V., Kolosnitsyn, D.V., Shakirova, N.V., Sheina, L.V., and Kolosnitsyn, V.S., The mechanism of effect of support salt concentration in electrolyte on performance of lithium-sulfur cells, Electrochim. Acta, 2019, vol. 296, no. 10, p. 1102.] https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.11.019

Дополнительные материалы

скачать ESM.doc
Таблица S1. - Таблица S2.
Рисунок S1.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Электрохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал