Electrochemical study and modeling of charge transfer processes in electroactive polymers and composite materials based on them

Abstract

Связующее в составе электрода оказывает значительное влияние на емкость, мощность и стабильность литий-ионных аккумуляторов. Замена неорганических материалов в качестве связующих на электроактивные полимеры позволяет улучшить энергозапасающие свойства литий-ионных аккумуляторов. Не смотря на активное изучение возможности использования таких полимеров, на сегодняшний день не существует детальных исследования влияния электрохимических свойств полимерных связующих на энергозапасающие свойства литий-ионных аккумуляторов. Поэтому, подбор связующих из огромного многообразия проводящих полимеров осуществляется, в основном, эмпирическим путём. Для разработки оптимального, неэмпирического, метода выбора материала связующего требуется понимание механизмов переноса заряда в самом полимере, так и между связующим и электродным материалом. Целью данной работы является анализ параметров переноса заряда в пяти электроактивных полимерах, перспективных к в качестве связующих. Характеристики исследуемых полимеров будут изучены с помощью методов циклической вольтамперометрии (ЦВА), спектроскопии электрохимического импеданса (СЭИ), а также потенциостатического прерывистого титрования (ППТ).

The binder plays an important role in the composition of the electrode and has a significant impact on the capacity, power and stability of lithium-ion batteries. Replacing inorganic materials to electroactive polymers improves the energy storage properties of lithium-ion batteries. Despite the active study of the possibility of using such polymers, to date there is no detailed study of the effect of the electrochemical properties of polymer binders on the energy storage properties of lithium-ion batteries. Therefore, the selection of binders from a huge variety of conductive polymers is carried out mainly empirically. The development of an optimal, non-empirical, method for choosing a binder material requires an understanding of the mechanisms of charge transfer within the polymer itself and between the binder and electrode material. The purpose of this work is to analyze the parameters of charge transfer in five electroactive polymers that are promising for use as binders. The characteristics of the studied polymers will be studied using the methods of cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), as well as potentiostatic discontinuous titration (PITT).