Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. РФА при различной степени интеркаляции лития в первом цикле. Индексы Миллера приведены для пространственной группы Pnma Li-обогащённой фазы Li1-eFePO4 и литий Li-дефицитной фазы Lie’FePO4 (в последнем случае, индексы подчёркнуты). Также показаны увеличенные пики (200).
Рис.2. HRTEM-изображения и электронная дифракция кристаллитов: a. Li1-eFePO4, b. Lie’FePO4.
Рис.3. Структура LiFePO4 и пути внедрения/извлечения Li вдоль оси b.
Рис.4. Дезориентированная зона в плоскости ac между фазами Li1-eFePO4 и Lie’FePO4[/SUB] во время процесса интеркаляции/деинтеркаляции.
Рис.5. Схематическое представление каскадного механизма интеркаляции/деинтеркаляции в кристаллах LiFePO4. a. Схема, демонстрирующая напряжения, которые возникают при деинтеркаляции лития; b. Процесс извлечения в действии.

Сыграем в домино с литием

Ключевые слова:  LiFePO4, анодный материал, литиевая батарея, электрод

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

15 декабря 2008

Наряду с титанатами и другими системами с незначительным изменением параметров кристаллической решетки при введении в нее лития, смешанный фосфат железа и лития является одним из наиболее перспективных материалов для изготовления катодов следующего поколения литий-ионных аккумуляторов, которые будут использоваться в гибридных автомобилях и электромобилях. Процесс интеркаляции/деинтеркаляция лития происходит фактически за счет реакции с участием отдельных фаз (не обладающих широкой областью твердых растворов), по составу близких к LiFePO4 и FePO4. При этом параметры решётки практически не изменяются, что крайне важно при создании подобного рода электродов. Обе фазы обладают низкой электронной проводимостью, а это уже является серьезной помехой для анализа механизма интеркаляции на микроуровне. Разобраться в этой сложной ситуации попытались французские учёные, которые предложили каскадную модель интеркаляции/деинтеркаляции лития в фосфат железа.

После обобщения множества данных было сделано несколько важных выводов. Во-первых, данные электронной микроскопии и рентгенофазового анализа показали (рис.1-2), что в системе одновременно сосуществуют полностью интеркалированные частицы и полностью деинтеркалированные индивидуальные частицы. Во-вторых, литий может входить в структуру и выходить из неё фактически только вдоль оси b (рис.3). В-третьих, в местах контакта фаз LiFePO4 и FePO4 образуется достаточно узкий зазор (дезориентированная зона), в которой возможно движение как ионов лития, так и электронов; при этом сами фазы обладают низкой ионной и электронной проводимостью (рис.4). На рисунке 5 представлена схема каскадной модели интеркаляции/деинтеркаляции. Стоит отметить, что рост одной фазы внутри частиц другой происходит очень быстро. Добавление некоторого количества ультрадисперсной сажи позволяет снизить омическое сопротивление образцов и улучшить их электрохимическое поведение.

Для данного модельного представления требуются частицы с очень малой концентрацией структурных дефектов, так как они влияют на движение фронта интеркаляции/деинтеркаляции. Учёные надеются, что подобную модель можно будет применять и для новых композитных материалов, которые будут разрабатываться для применения в качестве электродов.




Комментарии
Астафьева Ксения Игоревна, 15 декабря 2008 01:52 
уж год как думала, что занимаюсь материалом для катодов литиевых батарей. ты просто открыл мне глаза
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 01:59 
Он такой
Просто академатор
Ксюша, но я то, скажем, пишу заказной обзор, а тебе чего не спит(ь)ся?
а я всегда думал, что positive electrode - анод...
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 02:13 
Самое лучшее простое опредение: анод - это там, где окисление, а иначе, ой, запутаетесь (в старых учебниках)!
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 02:15 
Ой, а мягкий знак в скобках - невероятно драматичен
Трусов Л. А., 15 декабря 2008 04:15 
наверное, не стоит свои любимые операции приписывать всем остальным студентам.
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 04:31 
А еще, правда ли, что молодость на ФНМ столь мимолетна? (Ведь не прошло и полгода )
по всей видимости так и есть, надо у Ксении спрашивать, моя молодость ещё только приходить
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 16:57 
Тогда есть идея на тему "вечной молодости"!
Евгений Алексеевич, Вы ее просто сможете "не от-пу-стить!" Академаторы они могут! (Я знаю, я в фильме видел - значит правда! Правда, тот в фильме - эффектно "отпустил", но он с терминальными замашками был, его в МГУ не образовывали!)

А на научную тему (совестно иначе): достиглась ясность с катодами/анодами?
Мызь Артем Леонидович, 15 декабря 2008 17:48 
Г-н Тараскон теми же материалами занят... Фрэймворк европейский значица отчитываеца
Ксения Игоревна!
Ксюша! Не берите в голову, что эти рыцари "вечной молодости" вещают в портале. Молодость она должна пронизывать всю жизнь, не зависимо от мнений и обращений внимания Евгения Алексеевича Смирнова и иже с ними, например уважаемейшего Вл.Вл., их в МГУ плохо образовывали! Чай не полковое сообщество кавалергардов.
А Ленин такой молодой и юный октябрь впереди...
Евгений Алексеевич!
Спасибо за сомнительную классификацию.
Мы теперь думаем о Фуко и Ницше...
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 20:41 
<Самоотцензурировано>
ГСМу,
Владимир Владимирович!
Вы теряете остроту "вечной молодости"
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 21:02 
Так какие, Геннадий Семенович, а Вас конкретно проблемы с моим образованием???
Владимир Владимирович!
Кавалергарды это состояние души! А не результат образования!
Ваши же смайликовые эмоции льют на мельницу противников Тоталитарного Социализма с элементами демократии или, тьфу, как его - альтернативы... А у нас 90 летие ГОИ!!!
С глубочайшим почтением и ,
Геннадий Семенович
Владимир Владимирович, 15 декабря 2008 22:18 
Сверчковый кавалергард V
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 00:38 
АНОД (от греч. anodos — движение вверх, восхождение),
КАТ?ОД (от греч. kathodos — ход вниз, возвращение)
Считается что положительное электричество
снисходит от анода к катоду совершая работу.
Но мы то знаем, что на самом деле трудяга электрон, которого считают отрицательным,
прётся навстречу току электричества крутя спином и работая до тех пор, пока не попадёт в электронский рай - анод.
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 01:30 
Это "положительный" ток формально течет к аноду, а электроны попадают на катод.
(И не "восходят", а просто возвращаются в "рай". Так и людям нужно просто обрести свою Вселенскую Гармонию)
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 05:29 
С какой стороны смотреть!
Ток течёт от катода к аноду внутри ХИТа (химического источника тока) с точки зрения химика, и от анода к катоду с точки зрения потребителя-электрика.
Если правильно понял про ГОИ, то привет Оптикам, помню как лучшие стёкла варили на ЛЗОСе.
А насчёт Гармонии - это к Гене-крокодилу.
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 06:08 
Так откуда куда текут электроны с точки зрения потребителя-электрика? (Внутри ХИТа электроны редко куда текут, там обычно ионы заряд переносят)
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 06:40 
С точки зрения электрика течёт ток, электроны движутся с точки зрения электронщика, а спинтронщики должны обладать объёмным зрением.
Дорогой ВВ,
помогите пож. разобраться с кристаллами (стручок и бублик)
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 06:43 
Сергей Леонидович,
Ответьте, пожалуйста на конкретный вопрос: откуда и куда текут электроны с Вашей точки зрения (потребителя-электрика, преподавателя-электротехника или кого-либо еще).
Про стручки и бублики ответил
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 07:01 
Спасибо,
Электроны волнуясь стремятся ко всему положительному, это стремление я называю "электр" .
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 07:04 
Всегда пожалуйста!
И теперь завершающий конкретный вопрос: электроны текут от катода к аноду или анода к катоду?
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 07:13 
Я всё-таки думаю, что нельзя говорить, что электроны текут, поток электронов - это не сумма струй-электронов.
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 07:19 

Перефразированный завершающий конкретный вопрос: электроны перемещаются (стремятся) от катода к аноду или анода к катоду?
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 07:27 
Когда я пытаюсь описать студентам свои представления об электроне, я говорю о вихре электричества,переходящем в смерч (торнадо),который можно представить как круглую оладушку-пампушку из электротуманного вихря переменной плотности с магнитной корочкой
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 07:30 
Конкретный ответ
Электроны ёё стремятся к +
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 07:31 
Так к катоду или аноду??
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 07:35 
А что такое "образование"?
Перемещаются и стремятся - две большие разницы
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 07:42 
Стремятся электроны к плюсу (аноду) но в составе иона они химическими силами переносятся на катод, чтобы их стремление можно было использовать как энергию ХИТа.
Поживёшь с вами - позеленеешь
P.S. Внутри источника электроэнергии носители электрического заряда перемещаются вопреки своим стремлениям, за счёт (поту)сторонних сил, поглощая световую,тепловую,механическую, химическую энергию и превращая её в химическую.
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 07:49 
А вот, смотрите, правильный ответ в картинках (для наглядности): анод и катод.
Формальный знак электрода вторичен по отношению к происходящему там химическому процессу. На аноде происходит окисление, значит там создается избыток электронов и они текут/перемещаются/стремятся от анода к катоду (где происходит восстановление - потребление электронов).
Так что выше у Вас - два раза опечатка

А зеленение - прямое следствие вопиющей неконкретности.
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 07:58 
Бог с ней, Википедией, я сегодня нашёл грубейшую ошибку в дочкиных школьных учебниках/задачниках по физике...
P.S. А что такое конкреции?
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 08:01 
В Википедии только наглядные картинки. Суть вопроса, что на аноде происходит окисление (ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ) безотносительна.

P.S. А конкреции в данном контексте - это то, куда не надо вступать, чтобы не вопить
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 08:19 
А что такое окисление?
P.S. Всегда хотел досконально разобраться
с ХИТами с точки эрения химии
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 08:21 
Окисление - это процесс потери электронов, как на картинке анода Zn становится Zn2+ теряя/отдавая 2 электрона.
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 08:29 
По моему анодом становится раствор соли, а металлический цинк - катодом.
С детства помню, как неприятен прохудившийся цинковый стаканчик гальванического элемента.
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 08:35 
Воспоминания детства сентиментально ценны но не меняют факта, что цинковый стаканчик худеет от анодного растворения. А раствор соли - электролит (переносчик ионов).
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 08:39 
Возможно иы так и не придём к однозначному пониманию терминов (надо идти на работу), но рад что по зелёности приблизился к Гене
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 08:43 
Превзошли, пожалуй

По ретроспективному анализу диалогов, у меня возникли противоречиво-двоякие чувства и, соответственно, предложения: или как-то упорядочить процесс общения тематическим, или, наоборот, поощрять обучающие<?> дискуссии и выдавать педагогические медали. Мне тогда, пожалуйста, самую круглую
А какого цвета выдать медаль? Целеную или со смайликом?
ммм...а чего вы собственно спорите про анод и катод, в статье написано "positive electrode", а как его назвать это вопрос вторичный...
Насколько я помню - анод в ХИТ-е заряжен отрицательно. А при проведении электролиза - положительно. Соответственно, надо учитывать, какой процесс мы рассматриваем.

Насчёт движения электронов - они двигаются от минуса к плюсу. Но поток электричества (школьная физика) направлен от плюса к минусу.

-----
P.S. А что такое конкреции?
-----

Булыжники такие. На дне Тихого океана валяются. Богатая руда марганца и железа.
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 13:28 
В кота булыжником..77
Это ТОЛЬКО В ДЕТСТВЕ, ПО НЕДОМЫСЛИЮ
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 15:16 
Насколько я помню - анод в ХИТ-е заряжен отрицательно. А при проведении электролиза - положительно. Соответственно, надо учитывать, какой процесс мы рассматриваем.

Правильно!
Но может просто помнить, что на аноде происходит окисление

Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 15:17 
ммм...а чего вы собственно спорите про анод и катод, в статье написано "positive electrode", а как его назвать это вопрос вторичный...

Не совсем правильно!
(Электрод принято называть...чтоб, к примеру недоумений не вызывать, как в первом комментарии...))
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 15:20 
В кота булыжником...

Это будет очень плохое поведение и преследуемое по закону!
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 15:22 
А какого цвета выдать медаль? Целеную или со смайликом?

Понятно, с моргающим грустным смайликом и носовым платком...
Владимир Владимирович, 16 декабря 2008 15:44 
Ушел, моргая грустно
А какого цвета выдать медаль? Зеленую или со смайликом?
ЗЕЛЕНУЮ!
ПО ТОМУ, КАК только ОТ ЗЕЛЕНОЙ КРОКОДИЛЬИ СЛЕЗЫ.
ГЕНА КРОКОДИЛ.
P.S. По поводу же смайликов Vivat V
Курилин Сергей Леонидович, 16 декабря 2008 18:13 
А за "кон" это беспредел?
Вот это нафлудили!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Графен
Графен

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.