Высокопористый электродный материал для гибридных конденсаторов высокой удельной энергоемкости

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан электродный материал на основе высокопористого углеродного материала для гибридных конденсаторов, превышающих параметры существующих суперконденсаторов. Показаны основные конструктивные и технологические решения для создания электродных материалов, обеспечивающие принципиальную возможность получения удельной энергоемкости гибридных конденсаторов свыше 300 Вт∙час/кг. Также приведена разработанная тонкопленочная нанотехнология изготовления таких электродных материалов для гибридных конденсаторов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Слепцов

Московский авиационный институт

Email: anna.diteleva@mail.ru
Россия, Волоколамское шоссе, д. 4, Москва, 125993

А. О. Дителева

Московский авиационный институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: anna.diteleva@mail.ru
Россия, Волоколамское шоссе, д. 4, Москва, 125993

Д. Ю. Кукушкин

Московский авиационный институт

Email: anna.diteleva@mail.ru
Россия, Волоколамское шоссе, д. 4, Москва, 125993

Р. А. Цырков

Московский авиационный институт

Email: anna.diteleva@mail.ru
Россия, Волоколамское шоссе, д. 4, Москва, 125993

В. И. Кузькин

Московский авиационный институт

Email: anna.diteleva@mail.ru
Россия, Волоколамское шоссе, д. 4, Москва, 125993

Список литературы

  1. Козадеров О.А. Современные химические источники тока / Учебное пособие 2-е изд. стер. Санкт-Петербург: Лань. 2017. ISBN 978-5-8114-2121-3.
  2. Ji Ung Choi, Natalia Voronina. Recent Progress and Perspective of Advanced High-Energy Co-Less Ni-Rich Cathodes for Li-Ion Batteries: Yesterday. Today. and Tomorrow. // Adv. Energy Mater. 2020. V. 10. 2002027.
  3. Кицюк Е.П. Исследование и разработка процессов формирования наноструктурированных электродов электрохимических устройств накопления энергии. // Дис. к-та тех. Наук: 05.27.06. Москва. 2017.
  4. Reitz C., Breitung B., Schneider A., Wang D., Von L.M., Leichtwei T.,. Janek J, Hahn H., Brezesinski T.. Hierarchical carbon with high nitrogen doping level: a versatile anode and cathode host material for long-life lithium-ion and lithium-sulfur batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016 г.
  5. Корнилов Д.Ю. Оксид графена – новый электродный наноматериал для химических источников тока // Дис. д-ра тех. наук: 05.16.08. Москва. 2020 г.
  6. Громов Д.Г., Галперин В.А., Лебедев Е.А., Кицюк Е.П. Развитие электрохимических накопителей электрической энергии на основе наноструктур // Нанотехнологии в электронике. Москва: Техносфера. 2015.
  7. Hui Shao, Yih-Chyng Wu. Nanoporous carbon for electrochemical capacitive energy storage // Chem. Soc. Rev. 2020. V. 49. P. 3005–3039.
  8. Andres Velasco, Yu Kyoung Ryu. Recent trends in graphene supercapacitors: from large area to microsupercapacitors // Sustainable Energy Fuels. 2021. V. 5. P. 1235–1254.
  9. Elinson V. M., Shchur P. A. Antiadhesion fluorocarbon coatings with induced surface charge for protection against biodegradation // High Temperature Material Processes: An International Quarterly of High-Technology Plasma Processes. 2023. V. 27. №. 4. С. 33–38. doi: 10.1615/HighTempMatProc.v27.i4.40
  10. Слепцов В.В., Гоффман В.Г., Дителева А.О., Ревенок Т.В., Дителева Е.О. Физическая модель электродного материала для гибридных конденсаторов // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. Т. 59. № 2. С. 1–6. doi: 10.31857/S0044185623700171
  11. Гоффман В.Г., Слепцов В.В., Гороховский А.В., Горшков Н.В., Ковынева Н.Н., Севрюгин А.В., Викулова М.А., Байняшев А.М., Макарова А.Д., Ч. Зо Лвин. Накопители энергии с бусофитовыми электродами, модифицированными титаном // Электрохимическая энергетика. 2020. Т.20. №1. С. 20–32. doi: 10.18500/1608-4039-2020-20-1-20-32

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Углеродное волокно типа “Бусофит”.

Скачать (114KB)
3. Рис. 2. Металлизированное титаном волокно (а) типа “Бусофит” и отдельно взятая нить (б).

Скачать (330KB)
4. Рис. 3. Модифицированная поверхность пленки титана, состоящая из слоев проводящего титана, оксидной диэлектрической пленки и пористого слоя тетратитаната калия.

Скачать (197KB)
5. Рис. 4. Электроимпульсная установка для получения и одновременного позиционирования наночастиц в углеродную матрицу.

Скачать (142KB)
6. Рис. 5. Сформированные наноструктуры из наночастиц серебро (а), магния (б), цинка (в), алюминия (г) на нитях углеродного волокна Бусофит по тонкопленочной нанотехнологии.

Скачать (765KB)
7. Рис. 6. Зависимость теоретических удельных энергоемкостей гибридных конденсаторов с тунельнотонким диэлектриком при добавлении химически активного материала LiNi0,8Co0,15Al0,05O2.

Скачать (134KB)
8. Рис. 7. Зависимость теоретических удельных энергоемкостей гибридных конденсаторов при увеличении напряжения до 15В за счет роста толщины диэлектрика.

Скачать (124KB)
9. Рис. 8. Зависимости теоретических удельных энергоемкостей гибридных конденсаторов с металл-воздушной системой LiO2.

Скачать (70KB)

© Российская академия наук, 2024