KLASON LIGNIN AS A POSITIVE ELECTRODE MATERIAL FOR LITHIUM BATTERY

Article Russian OPEN
Гнеденков (Gnedenkov), Сергей (Sergej) Васильевич (Vasil'evich) ; Опра (Opra), Денис (Denis) Павлович (Pavlovich) ; Земнухова (Zemnuhova), Людмила (Ljudmila) Алексеевна (Alekseevna) ; Синебрюхов (Sinebrjuhov), Сергей (Sergej) Леонидович (Leonidovich) ; Минаев (Minaev), Александр (Aleksandr) Николаевич (Nikolaevich) ; Кедринский (Kedrinskij), Илья (Il'ja) Анатольевич (Anatol'evich) ; Сергиенко (Sergienko), Валентин (Valentin) Иванович (Ivanovich) (2015)
  • Publisher: Altai State University
  • Journal: Khimiia rastitel'nogo syr'ia (Chemistry of plant raw material) (issn: 1029-5143, eissn: 1029-5151)
  • Related identifiers: doi: 10.14258/jcprm.201502419
  • Subject: Klason lignin, lithium battery, organic electrode material, buckwheat husks | лигнин Класона; литиевый источник тока; органический электродный материал; шелуха гречихи

Оценена возможность использования лигнина Класона, выделенного из шелухи гречихи (род Fagópyrum Mill.), в качестве катодного материала литиевого химического источника тока. С использованием взаимодополняющего комплекса методов исследования, а именно энергодисперсионного анализа, сканирующей электронной микроскопии электрохимической имедансной спектроскопии и термогравиметрического анализа  исследованы элементный состав, морфологическая микроструктура, электропроводность и термическое поведение лигнина Класона. Посредством гальваностатического разряда при плотностях тока 75 и 100 мкА/см2 при комнатной температуре изучены электрические эксплуатационные параметры системы литий/лигнин. Исследовано влияние степени измельчения материала катода на электрохимические характеристики литиевого источника тока. Установлено, что удельная разрядная емкость лигнина достигает 600 мА·ч/г (относительно Li/Li+). Дополнительная термообработка катода при 250 °С увеличивает удельную практическую емкость в диапазоне от 3,4 до 0,9 В на 30%. Показано, что значение напряжения разомкнутой цепи не зависит от температуры обработки катодного материала и составляет 3,4 В. В то же время установлено повышение величины разрядного напряжения и, следовательно, мощности электрохимической системы в результате выдержки катода при 250 °С. Предложены и обоснованы токообразующие реакции, протекающие в электрохимическом элементе литий/лигнин. Полученные данные в сочетании с низкой себестоимостью лигнина позволяют говорить о перспективности использования разработанного литиевого химического источника тока системы литий/лигнин Класона в маломощных электротехнических устройствах различного назначения.
  • References (40)
    40 references, page 1 of 4

    1. Chen H., Armand M., Demailly G., Dolhem F., Poizot P., Tarascon J.-M. ChemSusChem, 2008, vol. 1, pp. 348-355.

    2. Zeng R.-H., Li X.-P., Qiu Y.-C., Li W.-S., Yi J., Lu D.-S., Tan C.-L., Xu M.-Q. Electrochemistry Communications, 2010, vol. 12, pp. 1253-1256.

    3. Chen H., Armand M., Courty M., Jiang M., Grey C.P., Dolhem F., Tarascon J.-M., Poizot P. Journal of the American Chemical Society, 2009, vol. 131, pp. 8984-8988.

    4. Kanevskii L.S. Elektrokhimicheskaia energetika, 2005, vol. 5, no. 3, pp. 209-214. (in Russ.).

    5. Lisbona D., Snee T. Process Safety and Environmental Protection, 2011, vol. 89, pp. 434-442.

    6. Lazareva E.N. Kineticheskie zakonomernosti i mekhanizm formirovaniia interkaliatov litiia v uglegrafitovykh materialakh po metodu katodnogo vnedreniia: dis. … kand. khim. nauk. [Kinetics and mechanism of the formation of lithium intercalation in carbon materials by the method of cathodic introduction: the dissertation Candidate of Chemical Science]. Saratov, 2004, 194 p. (in Russ.).

    7. Karlsson C., Jamstorp E., Strømme M., Sjodin M. Journal of Chemical Physics C, 2012, vol. 116, pp. 3793-3801.

    8. 163. Kim J.-K., Thébault F., Heo M.-Y., Kim D.-S., Hansson Ö., Ahn J.-H., Johansson P., Öhrström L., Matic A., Jacobsson P. Electrochemistry Communications, 2012, vol. 21, pp. 50-53.

    9. Lee S.H., Kim J.-K., Cheruvally G., Choi J.-W., Ahn J.-H., Chauhan G.S., Song C.E. Journal of Power Sources, 2008, vol. 184, pp. 503-507.

    10. Milczarek G., Inganäs O. Science, 2012, vol. 335, pp. 1468-1471.

  • Metrics
    No metrics available
Share - Bookmark