Гібридний нанокомпозитний матеріал для катода літієвого і літій-іонного акумуляторів

1. Гібридний нанокомпозитний матеріал для катода літієвого і літій-іонного акумуляторів, що містить нанорозмірний V2O5 (розмір частинок від 10 до 15 нм), який відрізняються тим, що додат 3 16318 тними матеріалами для катодів літієвих акумуляторів на основі нанорозмірного V2O5 (розмір частинок від 10 до 15нм), у внутрішньому просторі міжшарових галерей наночастинок якого одночасно розташовані макромолекули ЕПП та іонпровідного полімеру ПЕО з масою М=6*105 при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: V2 O5 70-83; ЕПП 8-11; ПЕО - решта до 100. Поєднання нового порядку етапів, інших умов 4 виготовлення та складу нанокомпозитів із введенням всередину частинок V2O5 макромолекул двох полімерів з електропровідністю різної природи змінює структуру гібридного нанокомпозиту настільки, що може забезпечити збільшення питомої розрядної ємності та стабільність при циклюванні в процесі заряд-розряду. Приклад 1 Параметри виготовлених гібридних нанокомпозитних матеріалів, що були одержані відповідно до даного винаходу, наведено в таблиці 1. Таблиця 1 № зразка 1 2 3 4 Масові долі компонент одержаних матеріалів, мас.% ЕПП ПЕО V2O5 10,4 16,4 69,3 11,0 4,8 82,7 10,2 6,2 78,6 8,2 4,4 82,0 Склад матеріалу* V2O5(ПЕОв/м)0,86ПАн0,29 V2O5(ПЕОв/м)0,11ПАн0,26 V2O5(ПЕОв/м)0,14ППі0,16 V2O5(ПЕОв/м)0,10ПТф0,10 *- розраховано на мономерну ланку полімеру. Приклад 2 Нижче наведено приклад вимірювання питомої розрядної ємності одержаних матеріалів, що є невід'ємною характеристикою матеріалу, відповідно до даного винаходу. Вимірювання питомої розрядної ємності одержаних матеріалів V2O5/(ПЕО+ЕПП) проводили в двоелектродній комірці, яку збирали в сухому боксі під аргоном. Виміри проводили на компьютеризованому багатоканальному потенціостаті. Для виготовлення катоду, до суміші одержаного матеріалу V2O5/(ПЕО+ЕПП) з масою m=0,001г, ацетиленової сажі і полівініліденфториду, розчиненого в ацетоні, у співвідношенні компонент 75:20:5 мас.% додавали ще 1-2мл ацетону та ретельно розтирали в агатовій ступці, після чого висушували при температурі 60°С. Одержану масу напресовували на сталеву сітку площею 0,09см2 під тиском 150кГс/см2, сушили при температурі 60°С протягом 6 годин і використовували як катод. В якості аноду використовували металевий літій. Вимірювання проводили в електроліті складу 1M LiClO4 в суміші етиленкарбонат-диметилкарбонат (50:50 об.%) в гальваностатичному режимі в умовах: Область зміни потенціалу - від 4,0 до 2,0В відносно Li/Li+; Питома густина струму - 14мА/г. В таблиці 2 наведені дані про питому розрядну ємність гібридних нанокомпозитних матеріалів для катодів літієвих акумуляторів. Таблиця 2 . № зразка Тип матеріалу катода 1 2 3 4 5 V2O5 (ПАн)0,6 (прототип) V2O5(ПЕОв/м)0,86ПАн0,29 V2O5(ПЕОв/м)0,11ПАн0,26 V2O5(ПЕОв/м)0,14ППі0,16 V2O5(ПЕОв/м)0,10ПТф0,10 1 161 192 228 266 233 Наведені в таблиці дані показують, що матеріали, яки заявляються, мають перевагу над відомим матеріалом для катода літієвих акумуляторів на основі V2O5 і ПАн, причому збільшення питомої розрядної ємністі до 260мА.год/г та стабільності при циклюванні більше 100 циклів є результатом використання як компонентів матеріалів катодів Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Питома розрядна ємність на різних циклах, мА год/г 2 10 35 100 150 148 170 160 145 110 175 167 150 115 240 200 190 160 204 180 158 145 іон-провідного полімеру ПЕО, який здатен покращити транспорт іонів літію в процесі зарядрозряду катоду. Слід зазначити, що наведені приклади лише ілюструють створення корисної моделі, проте не обмежують його, зокрема для літій-іонних акумуляторів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601