Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 9 » Статья стр. 1381
<<<>>>
Моноокись кремния, карбонизированная фторуглеродом, как композитный материал для анодов литий-ионных аккумуляторов
DOI: 10.21883/JTF.2021.09.51218.83-21
Ложкина Д.А. 1, Астрова Е.В. 1, Лихачев А.И. 1, Парфеньева А.В. 1, Румянцев А.М. 1, Смирнов А.Н. 1, Улин В.П. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: darina.lozhka94@gmail.com, east@mail.ioffe.ru, Lihachev@mail.ioffe.ru, cheal@mail.ioffe.ru, rumyantsev.amr@gmail.com, alex.smirnov@mail.ioffe.ru, Vladimir_Ulin@rambler.ru
Поступила в редакцию: 26 марта 2021 г.
В окончательной редакции: 23 апреля 2021 г.
Принята к печати: 24 апреля 2021 г.
Выставление онлайн: 1 июня 2021 г.
PDF версия
Дисперсные композитные материалы на базе моноокиси кремния и углерода (SiO/C) получены в результате термообработки смеси порошков, состоящей из 40 wt.% SiO и 60 wt.% CF0.8. Отжиг производился в атмосфере аргона при температурах 1000-1250oC. С помощью электронной микроскопии и комбинационного рассеяния света установлено, что при T≥1100oC в твердофазном продукте появляется карбид кремния, в том числе в форме нановискеров кубической модификации. На основании данных об убыли веса реакционной смеси вычислен состав образующихся продуктов в зависимости от температуры отжига. Аноды, изготовленные из композитов, полученных при температуре выше 1100oC, демонстрируют резкое падение емкости и кулоновской эффективности. Показано, что наблюдаемые изменения обусловлены не столько образованием SiC, сколько возрастанием содержания кислорода в матрице, окружающей преципитаты кремния, которые образовались в результате диспропорционирования SiO. Установлено, что оптимальной температурой отжига, обеспечивающей наиболее высокие значения емкости электродов, кулоновской эффективности первого цикла и способности работать при высоких плотностях тока, является T=1050oC. Ключевые слова: моноокcид кремния, карбонизация, вискеры карбида кремния, аноды для литий-ионных аккумуляторов.
  1. K. Pan, F. Zou, M. Canova, Y. Zhu, J.-H. Kim. J. Power Sources, 413, 20 (2019). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2018.12.010
  2. J. Park, S.S. Park, Y.S. Won. Electrochim. Acta, 107, 467 (2013). DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.06.059
  3. M. Yamada, A. Ueda, K. Matsumoto, T. Ohzuku. J. Electrochem. Soc., 158 (4), A417 (2011). DOI: 10.1149/1.3551539
  4. T. Tan, P.-K. Lee, D.Y.W. Yu. J. Electrochem. Soc., 166 (3), A5210 (2019). DOI: 10.1149/2.0321903jes
  5. Е.В. Астрова, В.П. Улин, А.В. Парфеньева, В.Б. Воронков. Письма в ЖТФ, 45 (13), 29 (2019). DOI: http://dx.doi.org/10.21883/PJTF.2019.13.47954.17818 [E.V. Astrova, V.P. Ulin, A.V. Parfeneva, V.B. Voronkov. Tech. Phys. Lett., 45 (7), 664 (2019). DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1063785019070022]
  6. E.V. Astrova, V.P. Ulin, A.V. Parfeneva, A.M. Rumyantsev, V.B. Voronkov, A.V. Nashchekin, V.N. Nevedomskiy, Y.M. Koshtyal, M.V. Tomkovich. J. Alloy. Compd., 826, 154242 (2020) DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154242
  7. Е.В. Астрова, А.В. Парфеньева, А.М. Румянцев, В.П. Улин, М.В. Байдакова, В.Н. Неведомский, А.В. Hащекин. Письма в ЖТФ, 46 (3), 14 (2020). DOI: http://dx.doi.org/10.21883/PJTF.2020.03.48985.18067 [E.V. Astrova, A.V. Parfeneva, A.M. Rumyantsev, V.P. Ulin, M.V. Baidakova, V.N. Nevedomskii, A.V. Nashchekin. Tech. Phys. Lett., 46 (2), 114 (2020). DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1063785020020042]
  8. Е.В. Астрова, В.П. Улин, А.В. Парфеньева, А.В. Нащекин, В.Н. Неведомский, М.В. Байдакова. ФТП, 54 (8), 753 (2020). DOI: http://dx.doi.org/10.21883/FTP.2020.08.49647.9402 [E.V. Astrova, V.P. Ulin, A.V. Parfeneva, A.V. Nashchekin, V.N. Nevedomskiy, M.V. Baidakova. Semiconductors, 54 (8), 900 (2020). DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1063782620080059]
  9. Д.А. Ложкина, Е.В. Астрова, Р.В. Соколов, Д.А. Кириленко, А.А. Левин, А.В. Парфеньева, В.П. Улин. ФТП, 55 (4), 373 (2021). DOI: http://dx.doi.org/10.21883/FTP.2021.04.50743.9575 [D.A. Lozhkina, E.V. Astrova, R.V. Sokolov, D.A. Kirilenko, A.A. Levin, A.V. Parfeneva, V.P. Ulin. Semiconductors, 55 (4), 373 (2021). DOI: 10.1134/S1063782621040096]
  10. Ch.-M. Park, W. Choi, Y. Hwa, J.-H. Kim, G. Jeong, H.-J. Sohn. J. Mater. Chem., 20, 4854 (2010). DOI: https://doi.org/10.1039/B923926J
  11. D. Sri Maha Vishnu, J. Sure, H.-K. Kim, R. Vasant Kumar, C. Schwandt. Energy Storage Mater., 26, 234 (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2019.12.041
  12. Y. Hu, X. Liu, X. Zhang, N. Wan, D. Pan, X. Li, Y. Bai, W. Zhang. Electrochim. Acta, 190, 33 (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.12.211
  13. M. Wojdyr. J. Appl. Cryst., 43 (5), 1126 (2010). DOI: https://doi.org/10.1107/S0021889810030499
  14. R. Dhiman, E. Johnson, P. Morgen. Ceram. Int, 37 (8), 3759 (2011). DOI: 10.1016/j.ceramint.2011.06.001
  15. M. Bechelany, A. Brioude, D. Cornu, G. Ferro, P. Miele. Adv. Funct. Mater., 17, 939 (2007). DOI: 10.1002/adfm.200600816
  16. S.-L. Zhang, B.-F. Zhu, F. Huang, Y. Yan, E.-Y. Shang, S. Fan, W. Han. Solid State Commun., 111, 647 (1999). DOI: https://doi.org/10.1016/S0038-1098(99)00262-8
  17. A. Merlen, J.G. Buijnsters, C. Pardanaud. Coatings, 7 ( 10), 153 (2017). DOI: https://doi.org/10.3390/coatings7100153
  18. A. Sadezky, H. Muckenhuber, H. Grothe, R. Niessner, U. Poschl. Carbon, 43 (8), 1731 (2005). DOI: 10.1016/j.carbon.2005.02.018
  19. А.Я. Виноградов, С.А. Грудинкин, Н.А. Беседина, С.В. Коняхин, М.К. Рабчинский, Е.Д. Эйдельман, В.Г. Голубев. ФТП, 52 (7), 775 (2018). DOI: 10.21883/JTF.2021.09.51218.83-21 [A.Y. Vinogradov, S.A. Grudinkin, N.A. Besedina, S.V. Koniakhin, M.K. Rabchinskii, E.D. Eidelman, V.G. Golubev. Semiconductors, 52 (7), 914 (2018). DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1063782618070266]
  20. A.C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 61 (20), 14095 (2000). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.14095
  21. F. Tuinstra, J.L. Koening. J. Chem. Phys., 53, 1126 (1970). DOI: https://doi.org/10.1063/1.1674108
  22. M.S. Dresselhaus, M.A. Pimenta, P.C. Eklund, G. Dresselhaus. In: Raman Scattering in Materials Science, ed. by W.H. Weber, R. Merlin (Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2000), v. 42, с. 314
  23. L.G. Cancado, K. Takai, T. Enoki, M. Endo, Y.A. Kim, H. Mizusaki, N.L. Speziali, A. Jorio, M.A. Pimenta. Carbon, 46, 272 (2008). DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.11.015
  24. T.P. Nguyen, S. Lefrant. Solid State Commun., 57 (4), 235 (1986). DOI: https://doi.org/10.1016/0038-1098(86)90146-8

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme