THE INFLUENCE OF NANO-SIZED OXIDE FILLER ON THE STRUCTURE AND CONDUCTIVITY OF COMPOSITE (1–x) (LiClO4 –NaClO4) + xAl2O3

Z. Yu. Kubataev; Кубатаев З. Ю.; M. M. Gafurov; Гафуров М. М.; K. Sh. Rabadanov; Рабаданов К. Ш.; A. M. Amirov; Амиров А. М.; M. A. Akhmedov; Ахмедов М. А.; M. G. Kakagasanov; Какагасанов М. Г.

doi:10.31857/S0424857023080054

Влияние наноразмерного оксидного наполнителя на структуру и проводимость композита (1 – x)(LiClO₄–NaClO₄)–xAl₂O₃

Авторы: Кубатаев З.Ю.¹, Гафуров М.М.¹, Рабаданов К.Ш.¹, Амиров А.М.¹, Ахмедов М.А.¹, Какагасанов М.Г.¹
Учреждения:
1. Дагестанский федеральный исследовательский центр РАН, АЦКП ИФ ДФИЦ РАН
Выпуск: Том 59, № 8 (2023)
Страницы: 474-480
Раздел: Статьи
URL: https://bakhtiniada.ru/0424-8570/article/view/139301
DOI: https://doi.org/10.31857/S0424857023080054
EDN: https://elibrary.ru/XXUXJS
ID: 139301

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методами спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и импедансной спектроскопии исследованы физико-химические свойства эвтектической системы 78.2LiClO₄–21.8NaClO₄ и ее гетерогенных композитов с наноразмерным порошком оксида алюминия при различных температурах, фазовых состояниях и концентрациях Al₂O₃. Добавка Al₂O₃ приводит к увеличению ионной проводимости и уменьшению энергии активации. Методом спектроскопии КРС показано, что добавка оксида алюминия приводит к образованию аморфной фазы за счет “разрушения” кристаллической фазы перхлората натрия.

Ключевые слова

перхлорат лития, эвтектика, перхлорат натрия, композиционные твердые электролиты, оксид алюминия, спектроскопия комбинационного рассеяния света

Список литературы

Duan, Y., Bai, X., Yu, T., Rong, Y., Wu, Y., and Wang, X., Research progress and prospect in typical sulfide solid-state electrolytes, J. Energy Storage, 2022, vol. 55, p. 105382. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105382
Han, L., Lehmann, M.L., Zhu, J., Liu, T., Zhou, Z., Tang, X., Heish, C.Te, Sokolov, A.P., Cao, P., Chen, X.C., and Saito, T., Recent Developments and Challenges in Hybrid Solid Electrolytes for Lithium-Ion Batteries, Frontiers in Energy Research, 2020, p. 1. https://doi.org/10.3389/fenrg.2020.00202
Пантюхина, М.И., Плаксин, С.В., Саетова, Н.С., Расковалов, А.А. Новый твердый электролит Li8 ‒ xZr1 – xTaxO6 (x = 0–0.5) для литиевых источников тока. Электрохимия. 2019. Т. 55. С. 1543. [Pantyukhina, M.I., Plaksin, S.V., Saetova, N.S., and Raskovalov, A.A., New solid elerolyte Li8 – xZr1 – xTaxO6 (x = 0–0.5) for lithium power sources, Russ. J. Electrochem., 2019, vol. 55, p. 1269.]
Joos, M., Conrad, M., Moudrakovski, I., Terban, M.W., Rad, A., Kaghazchi, P., Merkle, R., Dinnebier, R.E., Schleid, T., and Maier, J., Ion Transport Mechanism in Anhydrous Lithium Thiocyanate LiSCN Part II: Frequency Dependence and Slow Jump Relaxation, Phys. Chem. Chem. Phys., 2022, vol. 24, p. 20198. https://doi.org/10.1039/D2CP01837C
Liang, C.C., Conduction characteristics of the lithium iodide-aluminum oxide solid electrolytes, J. Electrochem. Soc., 1973, vol. 120, p. 1289.
Uvarov, N.F, Ulihin, A.S., and Mateyshina, Y.G., Nanocomposite Alkali-Ion Solid Electrolytes, Advanced Nanomaterials for Catalysis and Energy, 2022, p. 393. https://doi.org/10.1039/D2CP01837C
Chen, L., Cros, C., Castagnet, R., and Hagenmuller, P., Electrical conductivity enhancement in an eutectic system containing dispersed second phase particles, Solid State Ionics, 1988, vol. 31, p. 209.
Рабаданов, К.Ш., Гафуров, М.М., Кубатаев, З.Ю., Амиров, А.М., Ахмедов, М.А., Шабанов, Н.С., Атаев, М.Б. Ионная проводимость и колебательные спектры композитов LiNO3–KNO3 + Al2O3. Электрохимия. 2019. Т. 55. С. 750. [Rabadanov, K.S., Gafurov, M.M., Kubataev, Z.Y., Amirov, A.M., Akhmedov, M.A., Shabanov, N.S., and Ataev, M.B., Ion Conductivity and vibrational spectra of LiNO3–KNO3 + Al2O3 composites, Russ. J. Electrochem., 2019, vol. 55, p. 573.]
Закирьянова, И.Д., Николаева, Е.В., Бове, А.Л., Антонов. Б.Д. Электропроводность и спектры комбинационного рассеяния света дисперсных систем α-Al2O3–расплав Li2CO3–Na2CO3–K2CO3–NaCl. Расплавы. 2018. № 1. С. 80. https://doi.org/10.7868/S0235010618010097
Gafurov, M.M., Rabadanov, K.S., Ataev, M.B., Amirov, A.M., Akhmedov, M.A., Shabanov, N.S., Kubataev, Z.Y., and Rabadanova, D.I., Research of the structure and dynamic interactions of particles in the Li0.42K0.58NO3–R (R = α-Al2O3, γ-Al2O3, SiO2) and (LiNO3–LiClO4)–γ-Al2O3 composites in various temperature condition and phase states, Spectrochim. Acta, 2021, vol. 257, p. 119765.
Ulihin, A.S., Uvarov, N.F., Mateyshina, Y.G., Brezhneva, L.I., and Matvienko, A.A., Composite solid electrolytes LiClO4–Al2O3, Solid State Ionics, 2006, vol. 177, p. 2787.
Gafurov, M.M. and Rabadanov, K.S., High-temperature vibrational spectroscopy of molten electrolytes, Applied Spectroscopy Reviews, 2022, p. 1. https://doi.org/10.1080/05704928.2022.2048305
Sulaiman, M., Che Su, N., and Mohamed, N., Sol-gel synthesis and characterization of β-MgSO4:Mg(NO3)2–MgO composite solid electrolyte, Ionics, 2017, vol. 23, p. 443. https://doi.org/10.1007/s11581-016-1854-3
Wu, Cheng-Wei, Ren, Xue, Zhou, Wu-Xing, Xie, Guofeng, and Zhang, Gang, Thermal stability and thermal conductivity of solid electrolytes, APL Materials, 2022, vol. 10, p. 040902. https://doi.org/10.1063/5.0089891
Amirov, A.M., Suleymanov, S.I., Gafurov, M.M., Ataev, M.B., and Rabadanov, K.S. Study of the MNO3–Al2O3 nanocomposites by differential scanning calorimetry, J. Thermal Analysis and Calorimetry, 2022, vol. 147, p. 9283. https://doi.org/10.1007/s10973-022-11256-0
Накамото, К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений (пер. с англ.). М.: Мир, 1991. С. 536. [Nakamoto, K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. Wiley-Interscience, 1991. p. 536.]