Литий-ионные аккумуляторы с катодами на основе фосфатов ванадия-скандия: как продлить срок службы

Фосфаты ванадия с  каркасной структурой NASICON — очень перспективные катодные материалы для литий-ионных аккумуляторов, но до сих пор остается неясным, насколько они могут пережить полный разряд (как известно, это может быть губительным для подобных устройств). Вышла свежая работа столичных химиков-материаловедов (химфак МГУ, ФИАН и ИОНХ РАН  — как раз об этом. Ученые синтезировали две полиморфные (отличающиеся кристаллической структурой) модификации Li₃VSc(PO₄)₃ — моноклинную (анти-NASICON) и тригональную (NASICON) — и изучили, как меняется их структура, если из них сделать катоды.

Выяснилось, что моноклинная «версия» отличается лучшей подвижностью лития, но при деинтеркаляции («выходе») этих катионов в обоих случаях (и моноклинной, и ромбической фаз) ванадий окисляется и образует фрагменты с двойной связью V=O. Это сильно искажает кристаллическую структуру, делает обратные фазовые переходы неполными и со временем разрушает структуру — попросту говоря, гробит аккумулятор. Зная механизм, можно искать способы, как с этим явлением бороться.

Статья вышла в Journal of Materials Chemistry A.

Источник: Пресс –служба МГУ