Структура и электрохимические свойства новых катодных материалов для химических источников тока

Abstract

RU: Постановка проблемы. Весомым недостатком современных источников тока является недостаточная емкость батарей для обеспечения продолжительной работы прибора в автономном режиме. Проблема создания химических источников тока (ХИТ), которые будут обеспечивать продолжительную работу приборов в автономном режиме, является актуальной и решаемой. В источниках тока наиболее выражена зависимость эксплуатационных, в частности, электрохимических свойств электродов от структуры функционального покрытия. Поэтому анализ механизмов структурообразования при получении катодов и анодов позволяет создавать более высокотехнологичные источники тока с широким спектром эксплуатационных свойств, таких как скорость разряда, удельная емкость и др. Цель работы − исследовать влияние структуры однослойных и многослойных композитных углерод-керамических покрытий на эксплуатационные свойства катодов для ХИТ. Выводы. В ходе выполнения исследований установлены закономерности зависимостей между структурой исследуемых покрытий и электрохимическими свойствами катодов, что позволило оптимизировать электродную структуру новых катодных материалов, перспективных для применения в химических источниках тока. Экспериментальные исследования эксплуатационных характеристик «пилотных» образцов тонких батареек с новыми катодами показали высокую эффективность их применения в качестве ХИТ для микросистемной техники. Саморазряд их за первый месяц испытаний составил около 3 %.

UK: Постановка проблеми. Вагомий недолік сучасних джерел струму − це недостатня їх ємність для забезпечення тривалої роботи приладів в автономному режимі. Проблема створення хімічних джерел струму (ХДС), що зможуть забезпечувати тривалу роботу приладів в автономному режимі, актуальна, що вирішується. У джерелах струму найбільш виражена залежність експлуатаційних, у тому числі, електрохімічних властивостей електродів від структури функціонального покриття. Тому дослідження та аналіз механізмів структуроутворення для одержання катодів і анодів дозволяє створювати більш високотехнологічні джерела струму із широким спектром експлуатаційних властивостей, таких як швидкість розряду, питома ємність та ін. Мета работи − дослідити вплив структури одношарових та багатошарових композитних вуглець-керамічних покриттів на експлуатаційні властивості катодів для ХДС. Висновки. У ході виконання досліджень виявлено закономірності між структурою досліджуваних покриттів та електрохімічними властивостями катодів, що дозволило оптимізувати електродну структуру нових катодних матеріалів, перспективних для застосування в ХДС. Експериментальні дослідження експлуатаційних характеристик «пілотних» зразків тонких батарейок із новими катодами показали достатньо високу ефективність їх використання як ХДС для мікросистемної техніки. Саморозряд їх за перший місяць досліджень склав близько 3 %.

EN: Insufficient battery capacity for long-term durability in standalone mode is a highly significant issue in modern power supply cells. Manufacturing problems of electric energy chemical sources is topical and feasible problem. Chemical sources of electric energy have evident dependence between operational, electrochemical in particular, properties of cathodes and functional coating structure. Thus, analysis of structure formation mechanism during cathode and anode manufacturing allows to receive highly technological energy source with wide variety of operational properties, such as discharge rate, specific capacity and others. Paper objectives. Investigate influence of single-layered and multiple-layered composite carbon-ceramic coatings on cathode operational properties for electric energy chemical source. Conclusions. It was specified during the investigation, that there are dependence patterns between structure of investigated coatings and cathode electrochemical properties, which in turn helped to optimize electrode structure of new cathode materials, as a perspective material for electric energy chemical sources. Experimental investigation of operational properties of pilot samples of thin batteries with new cathodes showed high efficacy of its usage as electric energy chemical source for microsystem engineering. Self-discharge was around 3 % during first month of investigation.