Влияние структуры и состава положительного электрода и состава Li+ содержащего апротонного электролита на кислородную реакцию

Определены характеристики материала для положительного электрода, такие как элементный состав и пористая структура, а также параметры апротонного Li+-электролита, влияющих на путь формирования Li2O2 и циклическую обратимость кислородной реакции при различных концентрациях электролита – LiClO4 в апротонном растворителе. Определён способ модифицирования материалов положительного электрода для повышения их устойчивости к деградации и повышения бифункциональной активности в кислородной реакции, который заключается в последовательном модифицировании материала азотом и наночастицами платины. Показана эффективность допирования УНТ азотом или использования в качестве носителя дисульфида молибдена (MoS2) для повышения устойчивости к деградации Pt- содержащей композиции, используемой в качестве положительного электрода. Впервые исследован путь формирования пероксида лития на гладком электроде в широкой области концентраций LiClO4 в электролитах на основе высоко- и низкодонорных апротонных растворителей. Показано, что путь формирования Li2O2 через объём электролита в ДМСО сохраняется даже при достаточно высоких концентрациях LiClO4 (до 1.25 М) за счёт высокой сольватирующей способности ДМСО по катионам лития. Впервые методом ВДЭК получены данные, подтверждающие, что при использовании положительного электрода из пористого материала образование супероксид-анионов и последующее их превращение в пероксид лития осуществляется преимущественно в порах материала, что затрудняет их выход в объем раствора, разработаны композиции для бифункционального положительного электрода на основе углеродных нанотрубок (УНТ), содержащих большое количество функциональных (O, N) групп и наночастиц Pt на поверхности и пористую структуру. Разработанные материалы обладают активностью электрода в получении заданного количества Li2O2 (O-группы). устойчивостью к деградации (N) и бифункциональной активностью в снижении перенапряжения катодной и анодной составляющих в кислородной реакции (N, Pt) Высокоразвитая пористая структура, обеспечивает большую площадь электрохимически активной поверхности, а также долю поверхности свободную от блокирующего осадка Li2O2 при разряде, что необходимо для увеличения длительности разряда ЛКА.