Перспективные органические катодные материалы для высокоэнергетических источников тока и электролитные системы, совместимые с нимистатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 20 июня 2024 г.
Аннотация:Описаны новые перспективные органические электродные материалы на основе производных трихиноила для металлорганических аккумуляторов с высокими разрядными емкостями более 500 мАч/г. Разработаны новые электролиты совместимые с органическими электродами. Установлено, что неполная десольватация ионов лития при их взаимодействии с органическими электродными материалами является причиной снижения электрохимической емкости в электролитах на основе карбонатных растворителей. Механизм взаимодействия сольватированного катиона лития с органическими электродными материалами был изучен на примере полимерного продукта конденсации трихиноила с 1,2,4,5-тетрааминобензолом (PTTA). Для сравнения были выбраны сольватные оболочки катиона лития из этиленкарбоната/ диметилкарбоната (ЭК/ДМК) и тетраглима. Квантово-химическое моделирование взаимодействия сольватных комплексов катиона лития с молекулами растворителей сравнивалось с электрохимическими дан-ными по изучению границ PTTA с жидкими электролитами: 1 М раствором LiPF6 в ЭК/ДМК (1:1) и 1 М раствором LiPF6 в тетраглиме. На основании теоретических и экспериментальных исследований показано, что процесс десольватации катионов лития в электролите на основе тетраглима позволяет получить емкость близкую к теоретической (до 546 мАч/г), в то время как для ЭК/ДМК электролита только 125 мАч/г. Данное снижение обусловлено тем, что катион лития присоединяется к функциональным группам органического материала с двумя молекулами диметилкарбоната, а также происходит адсорбция аниона PF6-. А в случае тетраглима процесс литирования - делитирования органического материала происходит без участия сольватной оболочки. Данный фундаментальный результат получен впервые и относится ко всем органическим электродным материалам, которые испытываются в карбонатных растворителях.