Новые литий-проводящие твердые электролиты на основе органических ионных солей с пластическими фазами

В рамках данного проекта предполагается провести синтез бинарных систем на основе солей пиперидиния [(CH2)5NR]BF4-LiBF4 (где R - одинаковые или различные заместители: -CH3, -C2H5, - С3Н7, -C4H9) композиционных твердых электролитов на их основе и решить следующие задачи: 1. Исследовать влияние допирования солей [(CH2)5NR]BF4 тетрафторборатом лития в широком диапазоне концентраций на термодинамические характеристики методом прецизионной дифференциальной сканирующей калориметрии. На основании полученных результатов будут построить фазовые диаграммы бинарных систем [(CH2)5NR]BF4-LiBF4; 2. Исследовать влияние допирования солей [(CH2)5NR]BF4 тетрафторборатом лития в широком диапазоне концентраций на структурные характеристики. 3. Исследовать транспортные свойства как чистых солей солей [(CH2)5NR]BF4, так допированных LiBF4 в широком диапазоне частот диапазоне частот переменного поля от 10-2 Гц до 1 МГц. Определение области электрохимической стабильности методами линейной и циклической вольтамперометрии. 4. Синтезировать композиционные твердых электролиты на основе бинарных систем [(CH2)5NR]BF4-LiBF4. В качестве гетерогенных добавок будут взяты нанокристаллические и нанопористые оксиды Al2O3, SiO2. Провести комплексное исследование структурных, термодинамических и электрохимических свойств полученных нанокомпозитов. 5. Изготовить модельные ячейки на основе полученных композитных твердых электролитов с железофосфатом лития в качестве катода и провести комплексное исследование электрохимических характеристик. 5. Провести общий анализ полученных результатов, выявить закономерности и сделать рекомендации по использованию полученных результатов для направленных на поиск новых твердых электролитов на основе органических ионных солей с пластической ориентационно-разупорядоченной фазой. В ходе работы будут исследованы термодинамические характеристики, кристаллическая структура, в том числе структура высокотемпературных фаз, как чистых ионных солей так и допированных солью лития. Методами импедансной спектроскопии будут изучены электрофизические свойства систем [(CH2)5NR]BF4-LiBF4 и композиционных твердых электролитов на их основе. Из анализа температурной зависимости чистых солей и композитов, будет определен тип проводимости, будут оценены значения энергии активации проводимости, числа переноса. На основании проведенных исследований будут определены системы, в которых существуют высокотемпературные ориентационно-разупорядоченные пластические фазы с высокой ионной проводимостью. На основе таких систем будут синтезированы композиционные твердые электролиты с нанокристаллическими и нанопористыми оксидами. Методами линейной и циклической вольтамперометрии будет определена область электрохимической стабильности, полученных композиционных твердых электролитов. Будут проведены эксперименты, направленные на проверку возможности практического использования полученных твердых электролитов в твердотельных литиевых источниках тока. Будут изготовлены модельные твердотельные электрохимические ячейки. Результаты работ в рамках данного проекта, несомненно, позволят существенно продвинуться в разработке новых твердых электролитов с уникальными свойствами.