Plate-Like LiFePO₄ Nanoparticles: Synthesis, Structure, Electrochemistry

Гидротермальным синтезом получены пластинчатые частицы литий-железного фосфата размерами 100–150 нм и толщиной до 10 нм. Целью было исследование влияния относительного содержания этиленгликоля и температуры реакционной среды на фазовый состав полученных материалов, их кристаллическую и магнитную микроструктуры, состояние поверхности и электрические свойства. Установлено, что имеется корреляция между морфологией материалов и их электрохимическими свойствами. Уменьшение размера частиц и степени агломерации приводит к увеличению удельной ёмкости литиевых источников энергии с катодами на основе синтезированных материалов.Гідротермічною синтезою одержано платівчасті частинки літій-залізного фосфату розмірами у 100–150 нм і товщиною до 10 нм. Метою було дослідження впливу відносного вмісту етиленгліколю та температури реакційного середовища на фазовий склад одержаних матеріялів, їхні кристалічну та магнетну мікроструктури, стан поверхні й електричні властивості. Визначено, що є кореляція між морфологією матеріялів та їхніми електрохемічними властивостями. Зменшення розміру частинок і ступеня аґломерації приводить до підвищення питомої місткости літійових джерел живлення з катодами на основі синтезованих матеріялів.Lithium iron phosphate plate-like particles of 100–150 nm sizes and to 10 nm thickness have been obtained by hydrothermal synthesis. It has been aim to investigate influence of ethylene glycol relative content and reaction medium temperature on the obtained-materials’ phase composition, crystalline and magnetic microstructure, surface condition and electrical properties. As determined, there is correlation between the materials’ morphology and their electrochemical properties. The reducing of a particle size and agglomeration degree leads to specific capacity growing for lithium power sources with cathodes based on synthesized materials.The publication contains the results of studies conducted under the President’s of Ukraine grant for competitive projects of the State Fund for Fundamental Research

THE EFFECT OF THERMAL MODIFICATION ON THE DEVELOPMENT OF CARBON MATERIAL MICROPOROUS STRUCTURE

A research is done to characterize the microporous structure of outgoing and thermally modified (673 K, 180 min) plant-extracted carbon material. The porous system characteristics are worked out by different methods on low temperature (77K) N2 adsorption-desorption based isotherm. It is stated that thermal modification contributes to the enlargement of specific       surface (from 361 m2/g to 673 m2/g), an increase in total pore volume and an increase in micropore volume (from 0,127 cm3/g to 0,173 cm3/g). Most effectively thermal modification  is apt to form nanopores with diameters of 0,75; 1,25 and 4 nm

THE IMPACT OF THE SURFACE MORPHOLOGY ON ENERGY CHARACTERISTICS OF NANOPOROUS CARBON MATERIAL

The impact of nanoporous carbon material (PCM) morphology on its electrochemical behavior in aqueous electrolyte has been studied. The optimum concentration of aqueous lithium sulfate which provides the maximum specific energy characteristics of capacitor-type systems C/Li2SO4/C is determined. Capacitive parameters of electrochemical capacitors (EC) in aqueous so­lutions of lithium, sodium and potassium sulfate which have different molar ratio have been stu­died by comparative analysis. Cyclic voltammograms at different scan rates show that the PCM ca­pacitive behavior in three electrolytes increases in the following order Li2SO4&lt;Na2SO4&lt;K2SO4. This imp­rovement could be a result of increasing the movement speed of hydrated ions in the volume of electrolyte and in the internal pores of PCM in the order Li+&lt;Na+&lt;K+. The obtained results give valuable information for the study of new hybrid supercapacitors.</em

Электрохимические свойства системы нанопористый углерод/апротонный электролит

The paper describes researches of the behaviour of capacitor systems based on the nanoporous carbon in aprotic electrolytes. Carbon material have been obtained by carbonization of fruit seeds and used for the formation of electrodes of electrical storage devices. Much attention is paid to research of the structural characteristics of carbon using the isothermal nitrogen adsorption method. The purpose of the research is establishing of regularities of electrochemical processes at the electrode/electrolyte interface versus high surface area of carbon material, which formed by choice of technological parameters of obtaining and modification, as well as the type of aprotic electrolyte used.У роботі описуються дослідження поведінки конденсаторних систем на основі нанопористого вуглецю в апротонних електролітах. Для формування електродів накопичувачів електричної енергії використано вуглецевий матеріал, отриманий карбонізацією фруктових кісточок. Велика увага приділяється дослі­ дженню структурних характеристик вуглецю методом ізотермічної адсорбції азоту. Робота переслідує мету встановлення закономірностей перебігу електрохімічних процесів на межі розділу елект­ род/електроліт в залежності від стану розвинутої поверхні вуглецевого матеріалу, яка формується шля­ хом підбору технологічних параметрів отримання і модифікації, та виду застосовуваного електроліту.В работе описываются исследования поведения конденсаторных систем на основе нанопористого углерода в апротонных электролитах. Для формирования электродов накопителей электрической энергии использован углеродный материал, полученный карбонизацией фруктовых косточек. Боль­ шое внимание уделяется исследованию структурных характеристик углерода методом изотермиче­ ской адсорбции азота. Работа преследует цель установления закономерностей протекания электрохи­ мических процессов на границе раздела электрод / электролит в зависимости от состояния развитой поверхности углеродного материала, которая формируется путем подбора технологических парамет­ ров получения и модификации, и вида применяемого электролита