Elektrody pro superkondenzátory

Supercapacitors are designed and used for temporary storage of electric energy. On contrary to batteries, the process of chargé accumulations occurs at the boundary between solid electrode and electrolyte. Hence, the physical surface of the electrode must he fairly high. The aim of this contribution is the description of electrodes with highly developed surface and consisting of nanosized particles

Progresivní elektrodové materiály pro lithno-iontové akumulátory: Kladná elektroda na bázi elementární síry

Článek se zabývá problematikou elektrodových hmot pro lithno-iontové akumulátory, je úzce zaměřen na vlastnosti elementární síry z hlediska jejího využití pro elektrochemickou akumulaci energie v rámci kladné elektrody. Síra je jako aktivní elektrodový materiál velmi perspektivním nástupcem stávajících konvenčních elektrodových materiálů kladných elektrod (LiCoO2, LiMn204, LiFePO4) a to především díky své energetické hustotě, dostupnosti a ceně. Ve světě se vývojem baterií s katodou s obsahem síry zabývá množství vědeckých týmů, ale v ČR je tato naše snaha prozatím ojedinělá. V rámci tohoto článku je nastíněn principiální rozdíl v činnosti konvenčních interkalačních a nového konceptu konverzních elektrodových materiálů, budou zde uvedeny elektrické a elektrochemické vlastnosti síry. Jádrem příspěvku je popis laboratorní přípravy kompozitního elektrodového materiálu Super P/S založeného na impregnaci pórů uhlíku Timcal Super P rozpuštěnou a částečně sublimovanůou elementární sírou. Dále bude popsáno sestavení malé baterie lithium-síra a budou prezentovány výsledky měření pomocí metod cyklické voltametrie a galvanostatického cyklování. Strukturní charakterizace bude provedena pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu a prvkové analýzy energiově disperzní spektroskopií.This article deals with the electrode materials for lithium-ion batteries and is focused especially on the properties of elemental sulfur in terms of its utilization in electrochemical accumulation of energy within li-ion battery cathodes. Sulfur as an electrode material is one of the most promising successors of conventional cathode electrode materials due to its specific capacity, power density and price. The core of this article is aimed to the preparation of carbon/sulfur composite electrode material and to assembling of small lab scale lithium-sulfur cell. Results of cyclical voltammetry and galvanostatic cycling will be presented as well as SEM images and EDS spectra

Carbon based materials: their properties and application as electrodes in electrochemical double layer capacitors

Two types of commercially available carbon blacks were studied by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy as electrode materials for supercapacitors in the 0.5 M electrolyte of propylene carbonate and LiClO4. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammograms and impedance spectra were fitted, so resistance of electrode was calculated. A correlation was found between specific capacity, electrode resistance and specific surface area of carbon materials

Teplotní závislosti měrné vodivostí aprotických elektrolytů

Článek se zabývá studiem vlastností aprotických elektrolytů pro lithno – iontové systémy. Byla změřena teplotní závislost měrné vodivosti elektrolytů od pokojové teploty do 90 °C a stanovena materiálová konstanta α a zdánliva aktivační energie Ea. Jako rozpouštědla pro elektrolyty byly použity dipólové rozpouštědla s relativní permitivitou v rozsahu 2 až 3 dimethyl karbnoát (DMC) a diethyl karbonát (DEC) a silně dipólové rozpouštědla s relativní permitivitou v rozsahu 40 až 90 sulfolan (SL), propylen karbonát (PC), ethylen karbonát (EC), dimethylsulfoxid (DMSOX).This paper deals with aprotic electrolytes properties for the lithium ion systems. The temperature dependence of specific conductivity was measured and that form room temperature to 90 °C. The material constant α and activation energy E a were determined. Dipole and strong dipole solvents were used for measurement. The dipole solvents with relative permittivity 2 to 3 dimethyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (DEC) were used. The strong dipole solvents with relative permittivity 40 to 90 sulfolane (SL), propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC) and dimethyl sulfoxide (DMSOX) were used

Stanovení potenciálových oken a kapacity dvojvrstvy elektrolytů na bázi sulfolanu

Akumulátory jsou naprostou běžnou součástí lidské každodenní činnosti. Vždy se jedná o některý druh elektrochemického zdroje elektrické energie jako nikl-metalhydrydové, nikl – kadmiové, lithio – jodové nebo nejrozšířenější lithium iontové. Moderní lithno – iontové akumulátory se skládají u kladné elektrody sestávající se většinou z lithium kobalt oxidu LiCoO2, polyethylenového nebo polypropylenového separatoru, elektrolytu na bázi organických bezvodých rozpouštědel a záporné elektrody vyrobené z uhlíkatého materiálu. Většina těchto materiálu je hořlavých a proto je potřeba hledat nové materiály, které budou snižovat hořlavost akumulátoru. Jednou z možností je použít méně hořlavá rozpouštědla v elektrolytu, jako vhodný kandidát se jeví sulfolan a jeho směsi. Práce se zabývá stanovením potenciálových oken těchto elektrolytů pro použití jak v standartních elektrolytech tak jako elektrolyty pro nové „vysokonapěťové“ 5 V akumulátory. Pro stanovení kompatibility elektrolytu s elektrodovým materiálem je určována kapacity dvojvrstvy, které má významní vliv na vlastnosti akumulátoru z pohledu cyklovatelnosti a celkové kapacity článku.Batteries are common part of human daily activities. Batteries are always some kind of electrochemical sources of electric energy like nickel – methylhydrid, nickel – cadmium, lithium – iodide or the most widespread litnium – ion. Modern lithium – ion batteries are composed from positive electrode, which is mostly lithium cobalt oxide LiCoO2, polypropylene or polyethylene separator, electrolytes on organic waterless solvent base and negative electrode made from carbon material. Most part of this materials is flammable and that is the reason for search new materials, which will reduce the flammability of batteries. One possibility is to use low flammable solvents for electrolytes such as sulfolane and its mixtures. This work is focused on determination of potential window of these solvents for both these common used batteries and new “high voltage” 5 V batteries. For the compatibility of electrolyte and electrode material is the double layer capacity determined which affecting the cyclic number and total capacity of batteries

Improved Electrochemical Performance of NCM Cathode Materials Based on the Modification of the Salt Content in the Electrolyte

In this work, NCM cathode materials, for Li-ion batteries, were synthesized via a solid-state reaction routine, in which manganese (IV) dioxide, nickel (II) oxide, cobalt (II) hydroxide and lithium hydroxide monohydrate were employed as metal precursors with different calcination temperature. The prepared materials were used as a cathode material for lithium-ion batteries and the electrochemical performance was studied by galvanostatic chargedischarge cycling, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and rate capability, in which as electrolyte, 1M and 1.5M LiPF6 in a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate (EC:DMC- 1:1 w/w and 1:2 w/w, respectively) were employed

Metal deposition in absence of convective mass transport in polymer gel electrolytes: a model of lithium anode in batteries

Zkoumáno bylo ochuzení PMMA gelové elektrody obsahující binární elektrolyt (chloristan kademnatý Cd(ClO4)2 v propylen karbonátu PC). Impedanční spektra byla měřena před a po záznamu voltamogramu při elektrodepozici kadmia. Vyhodnoceno bylo zvýšení odporu elektrolytu vlivem polarizačních ztrát a kapacity jednotlivých komponent. Všechny tyto parametry ukazují silný úbytek iontů, který je známý v Li polymerních sekundárních článcích, a který byl snížen, když část chloristanu kademnatého byla nahrazena odpovídající částkou chloristanu lithného LiClO4 jako indiferentního elektrolytu.The depletion of PMMA gel polymer electrode containing a binary electrolyte (cadmium perchlorate Cd(ClO4)2 in propylene carbonate PC) has been investigated. Impedance spectra were measured before and after recording a voltammogram of cadmium electrodeposition. The increase of electrolyte resistance, of polarisation resistance, and capacity component were evaluated. All these parameters indicate a strong depletion, which is known in Li polymer secondary cells, and which was lowered if a part of cadmium perchlorate was replaced by corresponding amount of LiClO4 as an indifferent electrolyte

Capacity of a glassy carbon electrode in propylene carbonate based electrolytes

The capacity of glassy carbon in aprotic salt solutions in propylene carbonate (PC) is investigated as an approach to the optimalisation of electrochemical supercapacitors. The strong influence of water residuum on capacities at negative potentials is indicated. The capacities exhibit a shallow minimum at potential from 0 V to +0.5 V (vss. Cd/Cd2+ reference electrode) and they increase with increasing electrolyte concentration. The admittance of the electrode in pure PC (as received) is by 2 – 3 orders of magnitude smaller. Undoubtedly, the properties of ions in solution influence the capacity by a factor not exceeding 2 to 5