Abstrakt

Wzrost zapotrzebowania na urządzenia elektrochemiczne do magazynowania i konwersji energii elektrycznej prowadzi do postępu w badaniach nad materiałami elektrodowymi i elektrolitami. W zakresie badań nad nowymi materiałami elektrodowymi do baterii litowo - jonowych (LIB) najbardziej obiecującym wydaje się być krzem. Jednakże krzem podlega drastycznym zmianom objętości w procesie wprowadzania i wyprowadzania jonów litu. Alternatywnym sposobem wytwarzania tego typu materiałów może być wykorzystanie nanokompozytów umożliwiających wyrównanie tak znacznych zmian objętości. W niniejszej pracy przedstawiono ditlenek krzemu (SiO2) jako potencjalny materiał elektrodowy, który w procesie faradajowskim wprowadzenia litu do struktury generuje krzem i krzemiany. Aktywność wytworzonego krzemu i krzemianów powoduje zwiększenie pojemności ładunku nanostruktury w porównaniu z komercyjnymi anodami węglowymi. O aktywności elektrodowej izolatora SiO2 decyduje jego „rozproszenie” w przewodzącym materiale kolektora elektronowego, jakim jest materiał węglowy. W pracy wykorzystano nanostrukturalną krzemionkę dwojakiego pochodzenia: A) Pierwszy rodzaj to aerożel krzemionkowy uzyskana na drodze syntezy chemicznej. B) Drugi rodzaj to krzemionka pochodzenia biologicznego w postaci okrzemków (diatomit) W obu przypadkach dla uzyskania aktywności faradajowskiej nanostrukturalnego ditlenku krzemu należało uzyskać odpowiedni skład kompozytu SiO2-C. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące sposobu wytwarzania materiałów kompozytowych zawierających a) aerożel krzemionkowy, b) krzemionkę pochodzenia biologicznego i materiał węglowy oraz odpowiednie spoiwo. Dodatkowo przeprowadzono testy kompozytu zawierającego aerożel krzemionkowy w połączeniu z nanostrukturami miedzi. Wszystkie materiały nakładano w postaci cienkich warstw metodą listwy zbierającej lub wylewano na podłoże z folii miedzianej. Otrzymane materiały scharakteryzowano technikami spektroskopowym i elektrochemicznymi.

Autor (1)