Электрохимические технологии и материалы. Александра Григорьевна Бережная

Чтение книги онлайн.

      Внедрение катиона лития в нестехиометрические оксиды происходит без нарушения строения кристаллической решетки [4]. Для оксидов с малым объемом элементарной ячейки кристалла внедрение Li⁺ сопровождается ее разрушением.

      На процессы электровосстановления катодных материалов оказывает влияние природа растворителя.

      Элементы на основе апротонных растворителей, в которых используется диоксид марганца, широко применяются в радиоэлектронной и вычислительной аппаратуре. Они имеют большую удельную энергию, малый саморазряд, хорошо сохраняются и работают в достаточно широком диапазоне температур.

      Наряду с неводными органическими, в литиевых гальванических элементах используются и неорганические растворители. Литий-тионилхлоридный элемент отличается тем, что SOCl₂ служит как в качестве окислителя, так и растворителя для тетрахлоралюмината лития LiAlCl₄. Катодная и токообразующая реакции описываются уравнениями:

      Электрохимическая система элемента:

      При номинальном стабильном напряжении 3,4 В и хороших эксплуатационных характеристиках – мощности, сроке годности и низкотемпературных характеристиках, такой элемент обеспечивает потребности в электропитании многих военных и космических аппаратов. Однако его применение в бытовой технике сильно ограничено из-за токсичности тионилхлорида, а также высокой пожаро- и взрывоопасности элемента.

      Твердотельный литий-йодный элемент используется для питания имплантируемых электрокардиостимуляторов. Обеспечивая малый ток, он является компактным, безопасным и надежным. Электрохимическая система элемента может быть записана в следующем виде:

      Токообразующая реакция в элементе является полностью твердофазной:

      Катод – смолистый материал, который образуется при реакции полимера поли-2-винилпиридина с избытком йода, с формулой (mI₂∙[CH₂CH(C₅H₅N)]_n). Соединение обладает заметной электронной проводимостью. Литий-йодный элемент содержит слой этого вещества на литиевой фольге.

      Твердый электролит – иодид лития формируется в ходе разряда элемента на стыке между электродами и постепенно увеличивается в толщину в ходе разряда. Образующийся слой имеет достаточную проводимость, чтобы обеспечить гарантированную работу устройства в течение не менее 8 лет.

      Эффективность характеристик первичных ХИТ с литиевыми анодами снижается в зависимости от катодных материалов в ряду:

ХИТ с твердым электролитом

      Твердые электролиты, применяемые в ХИТ, не должны иметь смешанную ионно-электронную проводимость, которая способствует СКАЧАТЬ