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

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

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.

Авторлар туралы

Yu. Podvalnaya

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: podvalnaya_yv@icp.ac.ru
142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

G. Baymuratova

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

D. Chernyaev

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

A. Tarasov

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

A. Grishuk

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

A. Tsareva

Scientific Center for Genetics and Life Sciences, Sirius University of Science and Technology

354340 Krasnodar Krai, Sochi, Olympic Ave, 1

D. Ivanov

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences; Scientific Center for Genetics and Life Sciences, Sirius University of Science and Technology

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1; 354340 Krasnodar Krai, Sochi, Olympic Ave, 1

A. Mumyatov

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

O. Yarmolenko

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

E. Badamshina

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

142432 Moscow Region, Chernogolovka, Acad. Semenova Ave, 1

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025