ИСТИНА

Одним из существенных недостатков активно изучаемого катодного материала на основе структуры оливина - LiFePO4 является низкий рабочий потенциал (3.45В отн. Li/Li+). Другие материалы данной группы, обладающие более высоким рабочим потенциалом – LiCoPO4, LiMnPO4, LiNiPO4, – в данный момент не используются на практике в связи с низкими значениями практически достигаемой удельной емкости и значительной деградацией при длительном циклировании. Твердые растворы с общей формулой Li(M1,M2,M3)PO4, М1,2,3 = (Fe, Mn, Co) позволяют совместить увеличенный рабочий потенциал и стабильность структуры при циклировании. Установлено, что статистическое распределение катионов d-металлов в структуре твердого раствора приводит к увеличению доли твердорастворного механизма (де)интеркаляции лития, что значительно улучшает электрохимические характеристики материала при циклировании на высоких плотностях тока[1]. Для демонстрации выдающихся характеристик, материал должен быть представлен в виде частиц определённого размера и морфологии, не содержащих дефектов, что может быть достигнуто применением гидро- и сольвотермального метода синтеза. Целью данной работы является получение материалов состава LiFe1-x-yMnxCoyPO4 (x=0.5, y=0 и x=y=0.33) гидро- и сольвотермальным методом синтеза и изучение их электрохимических свойств. Была проведена оптимизация синтеза для состава LiFe0.5Mn0.5PO4. Использовались различные концентрации исходных реагентов и состав растворителя; основные закономерности роста частиц были изучены для систем “вода-спирт”(этиленгликоль, этанол, полиэтиленгликоль). Последовательность фазовых превращений изучалась с помощью in-situ метода – калориметрии Кальве. Показана зависимость процессов фазообразования от начальных условий синтеза; продемонстрирован автокаталитический характер реакции. Работа была поддержана грантом РФФИ №14-29-04064 и Программой Развития Московского университета.