Том 59, № 7 (2023)

Твердые растворы Na₃V_{2 − x}Sc_x(PO₄)₃ (0 < x < 2) синтезированы золь–гель-методом с дальнейшим отжигом в инертной атмосфере. Методом порошковой рентгеновской дифракции проведено структурное исследование соединений Na₃V_{2 − x}Sc_x(PO₄)₃ (x = 0.5, 1.2). По мере увеличения степени замещения наблюдается закономерный рост параметров и объема элементарной ячейки с сохранением структурного типа NASICON. Электрохимические свойства материалов Na₃V_{2 − x}Sc_x(PO₄)₃/C в качестве катодов для натрий-ионных аккумуляторов исследованы в натриевых полуячейках в различных диапазонах потенциалов: 2.5−3.8 В, 2.5−4.5 В и 1.0−4.5 В отн. Na/Na⁺. На зарядных кривых для всех материалов присутствуют два плато: при ≈3.5 и ≈4 В отн. Na/Na⁺, соответствующие последовательным переходам V³⁺/V⁴⁺ и V⁴⁺/V⁵⁺, однако только для материала Na₃V_1.5Sc_0.5(PO₄)₃/C высоковольтное плато является обратимым при последующем разряде. Это делает возможным стабильное обратимое циклирование этого материала в интервале потенциалов 1.0−4.5 В отн. Na/Na⁺ с емкостью более 170 мА ч г⁻¹, что соответствует (де)интеркаляции 3Na⁺ на формульную единицу.

Представлена феноменологическая модель, описывающая изменение структурных характеристик рыхлых осадков цинка, полученных в импульсных гальваностатических режимах задания тока. Сопоставление экспериментальных данных по структурным свойствам осадков с результатами модельных расчетов указывает на адекватность модели. Для описания особенностей роста дендритных осадков и определения продолжительности формирования однородной структуры в импульсных режимах введено понятие критической толщины, при которой происходит резкое изменение плотности рыхлого осадка. Установлена зависимость критической толщины осадков цинка от скважности при импульсных режимах задания тока. Повышение скважности приводит к получению более плотных осадков с огрубленными формами дендритов и с меньшим количеством точек роста, по сравнению с осадками, полученными в гальваностатическом режиме.

В работе рассмотрена возможность анализа спектров электрохимического импеданса литий-литиевых ячеек с использованием функции распределения времен релаксации (Distribution of Relaxation Times – DRT). Выполнен сопоставительный анализ спектров электрохимического импеданса литий-литиевых ячеек, полученных при длительном хранении при постоянной температуре и при различных температурах, методом эквивалентных электрических схем и с помощью функции распределения времен релаксации. Показано, что при анализе импедансов литий-литиевых ячеек с помощью функции распределения времен релаксации можно оценить количество слоев в поверхностной пленке на литиевом электроде и оценить их физические параметры – сопротивление и емкость. Установлено, что при длительной выдержке литий-литиевых ячеек при температуре 30°C количество слоев в поверхностной пленке и ее сопротивление уменьшаются. С повышением температуры происходит дифференциация физических свойств слоев поверхностной пленки и уменьшение ее общего сопротивления. Анализ спектров электрохимического импеданса литий-литиевых ячеек с помощью функции распределения времен релаксации является более информативным по сравнению с методом эквивалентных электрических схем.