Анотація до роботи:

Маркевич О. В. Безбаластний МоО₃-електрод для літієвих хімічних джерел струму. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2006 р.

Встановлений взаємовплив між ренгенофазовими характеристиками безбаластних МоО₃-електродів, отриманих при різних режимах формування шару активного матеріалу, та їх зворотними питомими електрохімічними характеристиками. Доказано, що більш висока величина зворотної питомої ємності безбаластного МоО₃-електрода, в порівнянні зі зворотною питомою ємністю композитного МоО₃-електрода на основі вихідного порошку оксиду, обумовлена підвищеною концентрацією дефектів в структурі електродного матеріалу.

Показано, що зворотна питома ємність МоО₃-електрода в контакті з твердим склоподібним електролітом вища, ніж в контакті з полімерним і рідким електролітами.

Запропонована дифузійна модель електровідновлення безбаластного МоО₃-електрода. Визначена область придатності цієї моделі, яка знаходиться в діапазоні х (Li/Mo) від 0,4 до 1,44. Підвищення швидкості охолодження шару МоО₃ в процесі його формування сприяє підвищенню коефіцієнта дифузії літію в структурі оксиду.

Енергетичні характеристики прототипів елементів на основі безбаластного МоО₃-електрода, отриманого методом вакуумного напилення, перевищують показники аналогічних елементів, які виготовляються провідними світовими фірмами-виробниками.

1. Безбаластні МоО₃-електроди, які отримані методом вакуумного напилення, можуть бути використані для створення як первинних, так і перезаряджуваних літієвих джерел струму.

2. Встановлено, що підвищення ступеня кристалічності електродного шару безбаластного МоО₃-електрода підвищує його питомі електрохімічні характеристики.

3. Показана можливість розряду безбаластних МоО₃-електродів щільністю струму до 10 мА/см². Встановлено, що висока електрохімічна активність таких електродів пов’язана з високим коефіцієнтом дифузії літію в матриці оксиду.

4. Обґрунтований склад твердого електроліту на основі оксидів літію, вольфраму та бору, в контакті з яким плівковий МоО₃-електрод характеризується підвищеною зворотною питомою електрохімічною ємністю.

5. Встановлено, що на першому розрядному циклі при показнику інтеркаляції х Li⁺/Мо більше 0,4, коефіцієнт дифузії літію в структурі плівки МоО₃ практично не змінюється. Це свідчить про те, що на даній ділянці відсутні структурні перетворення в матриці електродного матеріалу.

6. При зменшенні часу нанесення шару МоО₃ зменшується товщина плівки активного матеріалу, що сприяє підвищенню концентрації дефектів в структурі електродного шару. При зменшені товщини електродного шару з 11 до 7 мкм коефіцієнт дифузії літію в структурі оксиду збільшується з 4,310^-10 – 2,210^-10 см²/с до 1,210^-9 – 2,110^-9 см²/с відповідно.

7. Процеси інтеркаляції та деінтеркаляції літію в структуру плівки МоО₃ несиметричні. Опір дифузійного процесу при деінтеркаляції катіона літію значно вищий, ніж при інтеркаляції.

8. Встановлено, що зменшення розрядної ємності МоО₃-електрода на перших разряд-зарядних циклах пов’язане з утворенням Мо₄О₁₁.

9. Розроблені, виготовлені та випробувані лабораторні зразки літієвих джерел струму дискової (габарит 2325) та призматичної (габарит 15 15 4 мм) конструкцій з безбаластним МоО₃-електродом. Величина питомої енергії на одиницю ваги дискових елементів на 30% перевищують цей показник для аналогічних елементів, які виготовляються промисловістю. При цьому характеристики потужності таких елементів перевищують характеристики промислових елементів приблизно в 4 рази.