Визначення коефіцієнта дифузії іонів літію в катодному матеріалі на основі Fe3O4

Автор(и)

  • Іван Михайлович Гасюк Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025, Україна
  • Володимир Васильович Угорчук Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025, Україна
  • Ольга Михайлівна Угорчук Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025, Україна
  • Лариса Степанівна Кайкан Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025, Україна
  • Михайло Ярославович Січка Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025, Україна
  • Богдан Ярославович Депутат Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2011.2420

Ключові слова:

Mагнетит, імпедансна спектроскопія, циклічна вольтамперометрія, GITT

Анотація

Проаналізовано сучасні електроаналітичні методи, які дозволяють визначити швидкість дифузії літію в магнетиті. Проведено кінетичні дослідження методами імпедансної спектроскопії, ЦВА та GITT; визначено концентраційну залежність коефіцієнта дифузії літію в мегнетиті

Біографії авторів

Іван Михайлович Гасюк, Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра Матеріалознавства і новітніх технологій

Декан фізико-технічного факультету

Володимир Васильович Угорчук, Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025

Кандидат фізико-математичних наук, викладач

Кафедра Матеріалознавства і новітніх технологій

Ольга Михайлівна Угорчук, Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025

Здобувач кафедри

Кафедра Матеріалознавства і новітніх технологій

Лариса Степанівна Кайкан, Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025

Кандидат фізико-математичних наук

Молодший науковий співробітник спільної лабораторії фізики магнітних плівок Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України

Михайло Ярославович Січка, Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025

Аспірант

Кафедра Матеріалознавства і новітніх технологій

Богдан Ярославович Депутат, Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76025

Аспірант

Кафедра Матеріалознавства і новітніх технологій

Посилання

  1. Tang S.B. Study on Li+-ion diffusion in nano-crystalline LiMn2O4 thin film cathode grown by pulsed laser deposition using CV, EIS and PITT techniques / S.B. Tang, M.O. Lai, L. Lu. // Materials Chemistry and Physics. – 2008. – N.111.– P.149–153.
  2. Sung-Woo Kim. Analysis of cell impedance measured on the LiMn2O4 film electrode by PITT and EIS with Monte Carlo simulation / Sung-Woo Kim, Su-Il Pyun // Journal of Electroanalytical Chemistry. – 2002. – N. 528.– P. 114-120.
  3. Rui X.H. Analysis of the chemical diffusion coefficient of lithium ions in Li3V2(PO4)3 cathode material / X.H. Rui, N. Ding, J. Liu, C. Li, C.H. Chen // Electrochimica Acta. – 2010. – N.55.– P. 2384–2390.
  4. Churikov A.V. Application of pulse methods to the determination of the electrochemical characteristics of lithium intercalates / A.V. Churikov, A.V. Ivanischev // Electrochimica Acta. – 2003. – N.48.– P. 3677-3691.
  5. Deiss E. Spurious potential dependence of diffusion coefficients in Li+ insertion electrodes measured with PITT / E. Deiss // Electrochimica Acta. – 2002. – N.47.– P. 4027-4034.
  6. Jing-Jun Zhang. Electrochemical kinetics study of Li-ion in Cu6Sn5 electrode of lithium batteries by PITT and EIS / Jing-jun Zhang, Ping He, Yong-yao Xia // Journal of Electroanalytical Chemistry. – 2008. – N. 624. – P. 161–166.
  7. Придатко К. И. Определение скорости диффузии лития импульсным потенциоститческим методом / К.И. Придатко, А .В. Чуриков, М.А. Волгин // Электрохимическая энергетика. – 2003. – Т3, № 4. – C. 184-191.
  8. Электрохимический импеданс / [З.Б. Стойнов, Б.М. Графов, Б. Савова-Стойнова, В.В. Елкин] – М.: Наука, 1991. – 331 с.
  9. Han B. C. Electrochemical modeling of intercalation processes with phase field models / B. C. Han, A. Van der Ven, D. Morgan, G. Ceder // Electrochimica Acta. – 2004. – N.49.– P. 4691-4699.
  10. Чуриков А. В. К определению коэффициента диффузии лития в интеркалируемых материалах / А. В. Чуриков // Электрохимическая энергетика.– 2003.– Т.3, № 3.– С.124-131.
  11. Deiss E. Spurious chemical diffusion coefficients of Li+ in electrode materials evaluated with GITT / E. Deiss // Electrochimica Acta. – 2005. –N.50. – P. 2927-2932.
  12. F. Varsano F. Decker E. Masetti F. Croce Lithium diffusion in cerium–vanadium mixed oxide thin films: a systematic study. Electrochimica Acta 46 (2001) 2069–2075.
  13. Xie J. Li-ion diffusion kinetics in LiMn2O4 thin films prepared by pulsed laser deposition / J. Xie, K. Kohno, T. Matsumura, N. Imanishi, A. Hirano, Y. Takeda, O. Yamamoto // Electrochimica Acta. –2008. N.54.– P. 376-381.
  14. Churikov A.V. Determination of lithium diffusion coefficient in LiFePO4 electrode by galvanostatic and potentiostatic intermittent titration techniques / A.V. Churikov,, A.V. Ivanishchev, I.A. Ivanishcheva, V.O. Sycheva, N.R. Khasanova, E.V. Antipov // Electrochimica Acta.– 2010. – N. 55. – P. 2939-2950.
  15. Artuso F. Fe-containing CeVO4 films as Li intercalation transparent counter-electrodes / F. Artuso, G. Picardi, F. Bonino, F. Decker, S. Bencic, A. Surca Vuk, U. Opara Krasovec, B. Orel // Electrochimica Acta.– 2001. –N.46.– P. 2077-2084.
  16. Fabio La Mantia. Impedance spectroscopy on porous materials: A general model and application to graphite electrodes of lithium-ion batteries / Fabio La Mantia , Jens Vetter , Petr Novak // Electrochimica Acta. – 2008. –N. 53.-P. 4109-4121.
  17. Кулова Т. Л. Интеркаляция лития в тонкие пленки аморфного кремния: иследование методом спектроскопии электрохимического импеданса / Т. Л. Кулова, Ю.В. Плесков, А.М. Скундин, Е.И. Теруков, О.И. Коньков // Электрохимия. – Т.42, № 7. – С. 791-798.
  18. Иванищев А.В. Импедансная спектроскопия литий-углеродных электродов / А. В. Иванищев, А. В. Чуриков, И. А. Иванищева, К. В. Запсис, И. М Гамаюнова // Электрохимия. – 2008.– Т. 44, №5. – С. 553-568.
  19. Xie J. Li-ion diffusion kinetics in LiMn2O4 thin films prepared by pulsed laser deposition / J. Xie, K. Kohno, T. Matsumura, N. Imanishi, A. Hirano, Y. Takeda, O. Yamamoto // Electrochimica Acta. –2008. N. 54. – P. 376-381.
  20. Н.В. Коровин. Интеркаляция в катодные материалы. Коэффициент диффузии лития // Электрохимия. Т. 35, №6, 1999, с. 738-745.
  21. Чуриков А. В. Кинетика электрохимического внедрения лития в тонкие слои оксида вольфрама (VI) / А. В. Чуриков, А.В. Иванищев, И.А. Иванищева, К.В. Запсис, И.М Гамаюнова, В.О. Сычева // Электрохимия. – 2008. – Т.44, №5. – С. 574-586.
  22. Зобенкова В. А. Интеркаляция лития в диоксид титана: исследование электрохимическими и фотоэлектрохимическими методами / В.А. Зобенкова, А.В. Чуриков // Электрохимическая энергетика. – 2004.– Т.4, №1. – С. 29-35.
  23. Wang Q. Determination of chemical diffusion coefficient of lithium ion in graphitized mesocarbon microbeads with potential relaxation technigue / Q.Wang, H. Li, X. Huang, L. Chen // J . Electrochem: Soc. – 2001. – V.148, N7.– P.A737-A741.
  24. Machill S. In situ electrochemical characterization of lithium-alloying materials for rechargeable anodes in lithium batteries / S. Machill, D. Rahner // Journal of Power Sources. –1995. –V 54, Issue 2. – P. 428-432.
  25. Коровин Н. В. Интеркаляция в катодные материалы. Коэффициент диффузии лития / Н. В. Коровин // Электрохимия.–1999. – Т. 35, № 6. – 738-746.
  26. Дубасова В.С. Исследование поведения литий-марганцевых шпинелей в качестве материала литий-ионных аккумуляторов / В.С. Дубасова, Е.В. Махонина, В.С Первов и др. // Электрохимическая энергетика. –2002. –Т.2, №3. С. 111-115.
  27. Гасюк И. М. Автоматизированная многоканальная установка циклирования электрохимических ячеек / И. М. Гасюк, В. В. Угорчук, Ю. И. Стрелецкий [и др.] // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2007. – Т. 115, № 3. – С. 8–10.
  28. Вариант разработки автоматизированной многоканальной установки циклирования электрохимических ячеек / И. М. Гасюк В.В. Угорчук, Ю. И. Стрелецкий [и др.] // Датчики и системы. – 2007. – Т.97, №6.– С.39–40.
  29. Вариант разработки автоматизированной многоканальной установки циклирования электрохимических ячеек: материалы IX Международной конф. [Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах], (Уфа, 14–18 августа 2006 г.) Российская академия наук, Научный совет РАН по электрохимии (секция “Общие вопросы химических источников тока”). – Уфа: Институт органической химии Уфимского научного центра РАН, 2006. –315c.
  30. Галюс. Теоретические основы электрохимического анализа. – M.: Мир, 1974. – С. 552.
  31. Coverdale R.T. An improved model for simulating impedance spectroscopy / R.T. Coverdale, H. M. Jennings , E. J. Garboczi // Computational Materials Science. – 1995. – N 3. – P. 465-474.
  32. Кулова Т. Л. Интеркаляция лития в тонкие пленки аморфного кремния: иследование методом спектроскопии электрохимического импеданса / Т. Л. Кулова, Ю. В. Плесков, А. М. Скундин, Е. И. Теруков, О. И. Коньков // Электрохимия. –2006. – Т. 42, № 7.– С. 791-798.
  33. Бляссе Ж. Кристаллохжшя феррошпинелей. Пер. с англ. - М Металлургия, 1968. –184с.
  34. Levi M. D. Diffusion Coefficients of Lithium Ions during Intercalation into Graphite Derived from the Simultaneous Measurements and Modeling of Electrochemical Impedance and Potentiostatic Intermittent Titration Characteristics of Thin Graphite Electrodes / M. D. Levi and D. Aurbach // J. Phys. Chem. B. – 1997. – N101, V23. – P 4641–4647.
  35. Ito S. Lithium battery having a large capacity using Fe3O4 as a cathode material / S. Ito, K. Nakaoka, M. Kawamura, K. Ui, K. Fujimoto, N. Koura // Journal of Power Sources. – 2005. –N146. – P. 319-322.
  36. Islam M. S. Lithium Insertion into Fe304 / M. S. Islam // Journal of Solid State Chemistry. – 1988. –N7. P. 180-189.

##submission.downloads##

Як цитувати

Гасюк, І. М., Угорчук, В. В., Угорчук, О. М., Кайкан, Л. С., Січка, М. Я., & Депутат, Б. Я. (2012). Визначення коефіцієнта дифузії іонів літію в катодному матеріалі на основі Fe3O4. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8(49), 4–12. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2011.2420

Номер

Том 1 № 8(49) (2011): Прикладна фізика та матеріалознавство

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Іван Михайлович Гасюк, Володимир Васильович Угорчук, Ольга Михайлівна Угорчук, Лариса Степанівна Кайкан, Михайло Ярославович Січка, Богдан Ярославович Депутат

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.