Nanostrukturēta LiFePO4 tilpuma un plānslāņu litija jonu bateriju katodmateriālu pētījumi
MSc. Gints Kučinskis (LU CFI), Promocijas darba priekšaizstāvēšana.
Darbā ticis pētīts LiFePO4 litija jonu bateriju katodmateriāls un tā plānās kārtiņas. Analizētas LiFePO4 elektroķīmisko īpašību un ātrumspējas uzlabošanas iespējas, optimizējot sintēzi un eksperimentējot ar reducēta grafēna oksīda elektrovadošu piedevu. Iegūtas LiFePO4 plānās kārtiņas un pētīta to struktūra, morfoloģija un elektroķīmiskās īpašības. Analizēts un uzlabots katoda sekvenciālas daļiņu uzlādes modelis LiFePO4 tilpuma materiālam un plānajām kārtiņām. Pētījuma rezultāti sniedz paplašinātu izpratni par LiFePO4 notiekošajiem fundamentālajiem litija ievietošanās un ekstrakcijas procesiem un demonstrē priekšnosacījumus, kas nepieciešami LiFePO4 katoda ātrumspējas uzlabošanai.
Aizstāvēšanai piedāvātās tēzes:
1. LiFePO4 daļiņu noenkurošana uz reducēta grafēna oksīda slāņiem ir efektīvākais veids, kā uzlabot LiFePO4 ātrumspēju ar reducēta grafēna oksīda palīdzību, un viena no efektīvākajām LiFePO4 ātrumspējas uzlabošanas metodēm vispār.
2. Efektīvais ķīmiskais litija difūzijas koeficients un tā atkarība no litija koncentrācijas LiFePO4 tilpuma materiālā un plānajās kārtiņās ir līdzīga, tāpēc elektrovadošu piedevu pielietojums plānajās kārtiņās nav nepieciešams.
3. Litija ievietošanās un ekstrakcija LiFePO4 tilpuma elektrodā un plānajās kārtiņās notiek sekvenciāli (daļiņu pēc daļiņas). Plānajā kārtiņā nozīmīga daļa LiFePO4 graudu litiju atdod un uzņem vienfāzes cietā šķīduma režīmā .
