ИСТИНА

В настоящее время гидротермальный метод синтеза является одним из наиболее перспективных и успешно использующихся синтетических подходов для получения LiFePO4 и твердых растворов LiMnxFe1-xPO4 на его основе. Это связано с рядом уникальных преимуществ – возможностью получать однофазные, хорошо закристаллизованные высокодисперсные порошки, гибко управляя морфологией и размером частиц, что особенно важно при синтезе таких функциональных материалов, как LiFePO4 и LiMnxFe1-xPO4. Кроме того, необходимо отметить, что данный метод является низкотемпературным, экологически чистым и легко может быть масштабирован. В связи с этим, актуальной является проблема поиска синтетических условий получения фаз с наилучшими электрохимическими свойствами в гидротермальных условиях. В данной работе изучались особенности протекания процессов фазообразования LiFePO4 в гидротермальных условиях, базируясь на экспериментально полученных калориметрических данных, а также возможности получения твердых растворов состава LiMn0.5Fe0.5PO4 в неводных растворителях при различных концентрациях. Исходя из калориметрических данных, полученных для процесса образования LiFePO4 в гидротермальных условиях (данные предоставлены Шариковым Ф.Ю., Национальный минерально-сырьевой университет “Горный”, Санкт-Петербург) был получен ряд образцов LiFePO4 и промежуточных фаз в условиях различных концентраций реагентов, температур и состава растворителя. Все образцы охарактеризованы физико-химическими методами исследования (РФА, СЭМ). Обнаружены и описаны некоторые закономерности протекания процессов фазообразования в гидротермальных условиях, получены и систематизированы данные о влиянии различных концентраций исходных реагентов и состава растворителя на фазовый состав и морфологию целевой фазы. Представлены предварительные выводы относительно оптимальных условий получения LiFePO4 с необходимыми электрохимическими характеристиками. Был синтезирован ряд образцов твердого раствора состава LiFe0.5Mn0.5PO4. Изучалось влияние различных неводных растворителей (этанол, этиленгликоль, полиэтиленгликоль), а также концентраций исходных реагентов на морфологию целевой фазы, в том числе с учетом результатов, полученных для LiFePO4. Показано существенное влияние природы растворителя и его концентрации на морфологию получаемых частиц LiFe0.5Mn0.5PO4, сделаны предположения о роли этих факторов в ходе сольвотермального синтеза. Образцы охарактеризованы методами РФА, СЭМ. Для ряда образцов были исследованы электрохимические свойства с помощью гальваностатических и потенциостатических методов. Данные электрохимических исследований сопоставлены с предполагаемыми характеристиками экспериментально полученных материалов. Сделан ряд выводов относительно синтеза LiFePO4 и LiMnxFe1-xPO4 с оптимальными удельными электрохимическими характеристиками в гидротермальных условиях.