Введение к работе
Актуальность проблемы. Химические источники тока с литиевый анодом (ЛИТ) в настоящее время выпускаются V нас в стране и эа рубежом (США. Япония. Германия. Франция. Израиль. Юж.Корея и др.). ЛИТ отвечают всем треаованкям современной техники: обладают высокой энергоемкость», пироким температурным интервалом работоспособности (-60 - +70 С), хорошея сохраняемостью (более 10 лет;. Одними из самых распространенных являются ЛИТ. использующие неводные растворы электролитов на основе органических растворителей (например. LiCJO в пропиленкарсонате (ПК)).
Хорош известно, что при контакте лития с неводними электролитами на его поверхности нормируются пассивирующие «ленки (ПП). которые определяют поведение анода и. э значительной, степени. электрические характеристики ЛИГ в целом. Перенос ионных носителей в этоя пассивирующей пленке ответственен за протекание процессов анодного растворения и катодного осаждения лития, а перенос электронных носителей - эа протекание процессов саморазряда ЛИТ. Эти обстоятельства заставляют активно исследовать ПЛ различными методами. Однако многие свойства пассивирующих'пленок на литии в настоящее время только начинают изучаться. В частности, в литературе практически отсутствуют сведения о фотоЗ'М'Єетє в сис-' теме Li - пп - ПК раствор. Вместе с тем проведенные в последние -годы исследования Фотопроиессоа з ряде электрохимических систем позволили получить важную ин^дериания q свойствах меж^зных границ и характеристиках электронных носителей..
В связи с этим изучение ^отоэлектрохимйчоских процессов на границе Li-ПК раствор представляет соеоя актуальную задачу как в теоретическом, так и в практической отношении.
Цель настояЕК-и раеоты состояла в выяснении основных закономерностей процессов, протекающих на границе лития-раствор"на основе ПК а условиях светового облучения, а связи с этим выли .поставлены следующие задачи: выяснение природы процессов, инициируемых освещением, на границе Li-ПК раствор; установление основных характеристик 4<зтоэ4~}-екта на литии в ПК растворах; изучение влияния подготовки поверхности электрода, состава раствора, потенциала электрода-, энергии кванта падаюшего света на параметры ^отаэ*-і-екта: оценка возможности использования ^отозлектрахияическаго
метода для получения информации о свойствам пассивирующих- пленок к изменении их состава б процессе хранения; исследование кинетики Фотоэлектронной эмиссии из лития в ПП лазерный методой. На зашиту выносятся:
1. Природа и основные закономерности фотоэффекта Hs границе
литий - пассивирующая пленка - электролитный раствор на осно&е
пропилеккарбоната.
. о
-
Особенности кинетики фототоков б системе -Li-пассивируюшая пленка-раствор, а также полученные результаты по проверке применимости теории релаксационных токов к описанию фототокоб к. изучаемой системе.
-
Результаты исследования елияння состава пассивируК'Еих пленск на спектральные характеристики фотоэмиссионного тока, а также полученные результаты по определения импульсным фотоэлект-рохиническин кетолои состава пассивирующих пленок, образующихся на поверхности лития в пропиленкарбонатнон растворе.
Научная новизна. Проведено изучение процессов, вызванных облучением видимым и ближним УФ светом в стационарном и импульсном реяииах границы лития-ПК раствор. Ос-нарузэн к исследован катодный Фотоэффект, связанный с Фотоэмиссиеи электроноь из лития в ПП. Показано, что спектральные характеристики фотоэмиссионного тока позволяют получать информацию о свойствах ПП и изменении их состава в процессе хранения. Показано, что при облучении поверхности Li электрода короткими вспышками света от УФ лазера наблюдаются релаксационные фототеки, которые описываются уравнением нестационарной диффузии электронов, фотоэмиттироЕакых е безловушечкую среду. Для ПП. формируюЕкхся на поверхности лития в 1М растворе ілсісь в смеси ПК с динетоксиэтанон (ДМЭ), определены значения коэффициентов диффузии.электронов.
Практическое значение работы.
Разработана методика фотоэлектрохимических исследовании лития, в том числе, с помощь» установки, испс-льзуюшеи лазерные импульсы наноо~кунднои длительности. Получена недоступная другим нетодам информация о составе и электронных характеристиках ПП. которыми определяется скорость коррозии анода.
Апрорадия работы. Основные результаты диссертации докладывались на VI Всесоюзном Совещании по фотохккии (Новосибирск. 19Q3); на 41 .Совещании Иеяідународного электрохимического оошества
(Прага. 13S0): .ча- Г Всесоюзной Совезацжї п* лкшевия нсточникая тока (Новочеркасск, 1330); на 9-ом Симпозиуме "Деоиной слои и адсорбция на твердых электродах" (Тарту, 1331); на VI Международном Совецании по литиевый батареян (Манстер, 1392): на 12 Кон^-еренции по эмиссионной электронике (Москва, 1334).
Публикации. По материала?! диссертации опубликовано 3 печатных работ, в том числе 3 статьи.
Объем и структура работы. Диссертация состоит иэ введения. пятя глав, выводов, списка цитированной литературы. /-иссертация изложена на 140 стр. напг-1«описного текста и включает 45 рисунков на 43 стр. и слисок литературы иэ 141 наименования на 18 стр.
