Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim
Effective (but impracticable in the industrial lithium-ion batteries) ways to improve the cycling parameters of Si-electrodes are high end charge potentials or high charge rates, i.e. reducing the time spent at low electrode potentials vs. Li+/Li0. These methods are widely used in academic researche...
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2011
|
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/92 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543768535105536 |
|---|---|
| author | Kuksenko, S. P. Kuts, V. S. Tarasenko, Yu. А. Kartel, M. T. |
| author_facet | Kuksenko, S. P. Kuts, V. S. Tarasenko, Yu. А. Kartel, M. T. |
| author_sort | Kuksenko, S. P. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:23:46Z |
| description | Effective (but impracticable in the industrial lithium-ion batteries) ways to improve the cycling parameters of Si-electrodes are high end charge potentials or high charge rates, i.e. reducing the time spent at low electrode potentials vs. Li+/Li0. These methods are widely used in academic researches without regard to the practical applicability of the results. We have shown experimentally that by suppressing the crystallization of a-SiLix in Si4Li15 and by stimulating formation of amorphous or nanostructured states of lithium – silicon alloys one can significantly improve the electrochemical parameters of silicon electrodes of lithium-ion batteries in cycling mode usually applied to real batteries. Peculiarities of the behavior of electrochemical system Si/Li have been substantiated by the results of quantum-chemical calculations of cluster models for SinLim alloy as dependent on the Si : Li ratio. Thus, the spatial and electronic structure of nanoclusters Sin (n = 2–16) and SinLim (n = 4, 8, 12, 16; m = 2–54) have been examined theoretically. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:30:12Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-92 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-22T19:30:12Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-922022-06-29T10:23:46Z Electrochemical Investigations and Quantum Chemical Calculations of the System SinLim Электрохимические исследования и квантовохимические расчеты системы SinLim Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim Kuksenko, S. P. Kuts, V. S. Tarasenko, Yu. А. Kartel, M. T. Effective (but impracticable in the industrial lithium-ion batteries) ways to improve the cycling parameters of Si-electrodes are high end charge potentials or high charge rates, i.e. reducing the time spent at low electrode potentials vs. Li+/Li0. These methods are widely used in academic researches without regard to the practical applicability of the results. We have shown experimentally that by suppressing the crystallization of a-SiLix in Si4Li15 and by stimulating formation of amorphous or nanostructured states of lithium – silicon alloys one can significantly improve the electrochemical parameters of silicon electrodes of lithium-ion batteries in cycling mode usually applied to real batteries. Peculiarities of the behavior of electrochemical system Si/Li have been substantiated by the results of quantum-chemical calculations of cluster models for SinLim alloy as dependent on the Si : Li ratio. Thus, the spatial and electronic structure of nanoclusters Sin (n = 2–16) and SinLim (n = 4, 8, 12, 16; m = 2–54) have been examined theoretically. Эффективными, но неосуществимыми в промышленных литий-ионных аккумуляторах, способами повышения параметров циклирования Si-электродов являются ограничение заряда высокими потенциалами и проведение заряда большими токами, то есть сокращение времени нахождения электрода при низких потенциалах относительно Li+/Li0. Эти способы широко используются в академических исследованиях без учета практической применимости полученных результатов. В работе экспериментально показано, что подавляя кристаллизацию а-SiLix в Si4Li15 и способствуя формированию аморфных или наноструктурных состояний сплавов литий – кремний, можно существенно улучшить электрохимические параметры кремнийсодержащих электродов литий-ионных аккумуляторов при заряде в режиме, который применяется для реальных изделий. Особенности поведения электрохимической системы Si/Li обоснованы квантовохимическими расчетами кластерных моделей сплава SinLim в зависимости от соотношения числа атомов Si и Li. Для этого на теоретическом уровне рассмотрено пространственное и электронное строение нанокластеров Sin (n = 2–16) и SinLim (n = 4, 8, 12, 16; m = 2–54). Ефективними, але нездійсненними в промислових літій-іонних акумуляторах, способами підвищення електрохімічних параметрів Si-електродів є обмеження заряду високими потенціалами або проведення заряду великими струмами, тобто скорочення часу перебування електрода при низьких потенціалах щодо Li+/Li0. Ці способи широко використовуються в академічних дослідженнях без урахування практичного застосування одержаних результатів. У роботі експериментально показано, що пригнічуючи кристалізацію а-SiLix в Si4Li15 і сприяючи формуванню аморфних або наноструктурованих станів сплавів літій – кремній, можна істотно покращити електрохімічні параметри кремнійвмісних електродів літій-іонних акумуляторів при заряді в режимі, який застосовується для реальних виробів. Особливості поведінки електрохімічної системи Si/Li обґрунтовані квантовохімічними розрахунками кластерних моделей сплаву SinLimзалежно від співвідношення числа атомів Si і Li. Для цього на теоретичному рівні розглянуто просторову та електронну будову нанокластерів Sin (n = 2–16) та SinLim (n = 4, 8, 12, 16; m = 2–54). Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2011-08-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/92 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 2 No. 3 (2011): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 221-228 Химия, физика и технология поверхности; Том 2 № 3 (2011): Химия, физика и технология поверхности; 221-228 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 2 № 3 (2011): Хімія, фізика та технологія поверхні; 221-228 2518-1238 2079-1704 ru https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/92/89 Copyright (c) 2011 S. P. Kuksenko, V. S. Kuts, Yu. A. Tarasenko, M. T. Kartel |
| spellingShingle | Kuksenko, S. P. Kuts, V. S. Tarasenko, Yu. А. Kartel, M. T. Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim |
| title | Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim |
| title_alt | Electrochemical Investigations and Quantum Chemical Calculations of the System SinLim Электрохимические исследования и квантовохимические расчеты системы SinLim |
| title_full | Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim |
| title_fullStr | Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim |
| title_full_unstemmed | Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim |
| title_short | Електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи SinLim |
| title_sort | електрохімічні дослідження і квантовохімічні розрахунки системи sinlim |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/92 |
| work_keys_str_mv | AT kuksenkosp electrochemicalinvestigationsandquantumchemicalcalculationsofthesystemsinlim AT kutsvs electrochemicalinvestigationsandquantumchemicalcalculationsofthesystemsinlim AT tarasenkoyua electrochemicalinvestigationsandquantumchemicalcalculationsofthesystemsinlim AT kartelmt electrochemicalinvestigationsandquantumchemicalcalculationsofthesystemsinlim AT kuksenkosp élektrohimičeskieissledovaniâikvantovohimičeskierasčetysistemysinlim AT kutsvs élektrohimičeskieissledovaniâikvantovohimičeskierasčetysistemysinlim AT tarasenkoyua élektrohimičeskieissledovaniâikvantovohimičeskierasčetysistemysinlim AT kartelmt élektrohimičeskieissledovaniâikvantovohimičeskierasčetysistemysinlim AT kuksenkosp elektrohímíčnídoslídžennâíkvantovohímíčnírozrahunkisistemisinlim AT kutsvs elektrohímíčnídoslídžennâíkvantovohímíčnírozrahunkisistemisinlim AT tarasenkoyua elektrohímíčnídoslídžennâíkvantovohímíčnírozrahunkisistemisinlim AT kartelmt elektrohímíčnídoslídžennâíkvantovohímíčnírozrahunkisistemisinlim |