CC BY
10
Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 4. С. 188-196 Electrochemical Energetics, 2023, vol. 23, no. 4, pp. 188-196
https://energetica.sgu.ru https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-4-188-196, EDN: SMCTZS
Научная статья УДК 544.643
АНОДЫ НА ОСНОВЕ NiO/C ДЛЯ ЛИТИЙ-ИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Н. М. Леонова0, А. М. Леонова, О. А. Баширов, А. В. Суздальцев
Уральский федеральный университет, Россия, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 28
Леонова Наталия Максимовна, младший научный сотрудник лаборатории электрохимических материалов и технологий, n.m.leonova@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0003-1016-8977
Леонова Анастасия Максимовна, младший научный сотрудник лаборатории электрохимических материалов и технологий, a.m.leonova@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0001-5900-7045
Баширов Олег Андреевич, инженер лаборатории электрохимических материалов и технологий, bashirov.oleg@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0001-5509-8816
Суздальцев Андрей Викторович, доктор химических наук, заведующий лабораторией электрохимических материалов и технологий, a.v.suzdaltsev@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0003-3004-7611
Аннотация. В настоящее время ведется активный поиск анодного материала для литий-ионных источников тока (ЛИИТ). Потенциально возможными материалами ЛИИТ являются оксиды переходных металлов (SnO2, NiO и другие). В работе методом термического разложения №(СНзС00)2-4Н20 получен субмикронный порошок NiO, изготовлен композитный анод NiO/C и изучено его поведение при многократном циклировании в составе анодного полуэлемента ЛИИТ. Показана работоспособность данного анодного материала и определены его основные энергетические характеристики. После 40 циклов разрядная емкость анода NiO/C составила 355 мА ч/г при токе С/10 и кулоновской эффективности 99100%.
Ключевые слова: литий-ионные источники тока, оксид никеля, композитный материал, анодный материал, кулоновская эффективность, разрядная емкость
Благодарности. Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки РФ (Соглашение № 075-03-2023-006 от 16.01.2023, FEUZ-2020-0037).
Для цитирования: Леонова Н. М., Леонова А. М., Баширов О. А., Суздальцев А. В. Аноды на основе NiO/C для литий-ионных источников тока // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 4. С. 188-196. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-4-188-196, EDN: SMCTZS
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0) Article
NiO/C-based anodes for lithium-ion current sources N. M. Leonova0, A. M. Leonova, O. A. Bashirov, A. V. Suzdaltsev
Уральский федеральный университет, Россия, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 28
Natalia M. Leonova, n.m.leonova@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0003-1016-8977 Anastasia M. Leonova, a.m.leonova@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0001-5900-7045
Oleg A. Bashirov, bashirov.oleg@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0001-5509-8816 Andrey V. Suzdaltsev, a.v.suzdaltsev@urfu.ru, https://orcid.org/0000-0003-3004-7611
Abstract. Nowadays, the active search for an anode material, which can be used in lithium-ion current sources, takes place. The potential anode materials are transition metal oxides (SnO2, NiO and others). In this work, submicron NiO powder was obtained using the thermal decomposition of Ni(CH3COO)2-4H2O. Besides, a NiO/C composite anode was fabricated and its behavior in the anode half-cell of lithium-ion current source was studied during multiple cycling. The workability of the anode material was shown and its main energy
© ЛЕОНОВА Н. М., ЛЕОНОВА А. М., БАШИРОВ О. А., СУЗДАЛЬЦЕВ А. В., 2023
characteristics were determined. The discharge capacity of the NiO/C anode was 355 mA-h/g at the current of C/10 and Coulomb efficiency was 99-100% after 40 cycles.
Keywords: lithium-ion current sources, nickel oxide, composite material, anode material, Coulomb efficiency, discharge capacity
Acknowledgments. This work was carried out in the frame of the State Assignment number 075-032023-006 dated 16.01.2023 (the theme number FEUZ-2020-0037).
For citation: Leonova N. M., Leonova A. M., Bashirov O. A., Suzdaltsev A. V. NiO/C-based anodes for lithium-ion current sources. Electrochemical Energetics, 2023, vol. 23, no. 4, pp. 188-196 (in Russian). https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-4-188-196, EDN: SMCTZS
This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0)
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время существует острая потребность в разработке устройств хранения энергии с улучшенными характеристиками. Одними из таких устройств считаются литий-ионный источники тока [1]. Для улучшения их характеристик ведется активный поиск новых электролитов и электродных материалов. Несмотря на низкую стоимость, незначительное объемное расширению и высокую электропроводность, анодные материалы на основе графита имеют низкую скорость заряда, невысокую емкость и плотность энергии.
Альтернативными анодными материалами выступают оксиды переходных металлов [1, 2], композитные материалы на основе кремния [3, 4], олова [5] и германия [6, 7]. Одним из препятствий использования вышеперечисленных материалов в составе ЛИ-ИТ является их высокое объемное расширение (до 300% для кремния и до 100% для оксидов переходных металлов) [8], которое может быть скомпенсировано за счет изготовления композиционных смесей с субмикронными и наноразмерными частицами активного анодного материала. В связи с этим актуальным представляется поиск как материалов указанного размера, так и простых и дешевых способов их получения.
В данной работе изучена возможность использования композитного анода на основе №0 с электропроводящей добавкой углерода в литий-ионных источниках тока. Выбор оксида никеля обусловлен тем, что он является химически устойчивым, широ-
ко распространенным в природе и дешевым материалом. При этом для синтеза оксида никеля выбран наиболее простой и дешевый метод термического разложения солей никеля [9].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Получение NiO. Синтез порошка №0 осуществляли методом термического разложения в атмосфере воздуха. Исходный №(СНзС00)2-4Н20 подвергали дегидратации и термическому разложению при температуре выше 160оС по реакциям [9, 10]
Ni(CH3COO)2-4H2O ^ ^ Ni(CH3COO)2 + 4H2O,
(1)
Ni(CH3COO)2 ^ CH3COCH3 (г) + NiCO3,
(2)
NiCO3 ^ NiO + CO2. (3)
Полученный образец использовали для изготовления активного анодного материала в ЛИИТ.
Анализ морфологии и состав. Химический и фазовый состав реагентов и продуктов определяли методом рентгенофазового анализа (XRD) с использованием дифрак-тометра Tongda TDM-20 (Tongda, Китай). Морфологию и элементный состав полученного образца исследовали с помощью электронного микроскопа Tescan Vega 4 (Tescan, Чешская республика) с детектором Xplore 30 EDS (Oxford, Великобритания). Средний размер частиц измеряли с помощью анализатора частиц Bettersizer S3 Plus (Bettersizer, Китай).
- FoV WD ВС 2 [im
и 11.3 ym 9.86 mm 10 pA
Det Energy Date Mag
SE 10 keV 2023-07-20 25.0 kx
Электрохимические исследования. Электрохимические характеристики анода NiO/С были исследованы в полуэлементе с использованием трехэлектродной ячейки [11]. Для этого смесь компонентов (мас.%) 75NiO-15С-10PVdF-NMP наносили на сетку из нержавеющей стали в виде суспензии. Полуэлементы изготавливали в герметичном перчаточном боксе с инертной атмосферой (О2, H2O < 0.1 ppm). В качестве рабочего электрода использовали нанесенную на стальную сетку суспензию с NiO, вспомогательным электродом и электродом сравнения служила литиевая фольга. Все электроды были разделены сепараторами и помещены в фторопластовую ячейку. Ячейка была заполнена 1 мл электролита -1М LiPF6 в смеси EC/DMC/DEC (1:1:1 по объему). Электрохимические измерения и циклирование проводили с использованием потенциостата Zive-SP5 (WonATech, Республика Корея) и потенциостата-гальва-ностата P-20X8 (Electrochemical Instruments, Россия).
Для изучения анодного материала была получена серия циклических вольтампе-рограмм (ЦВА) при скорости сканирования 0.1 мВ/с в диапазоне потенциалов от 0.01 до 3 В (отн. Li/Li+) и выполнено циклирова-ние образца в гальваностатическом режиме. Заряд и разряд проводили до 0.01 и до 3 В (отн. Li/Li+) соответственно.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Характеристики образца. На рис. 1 приведена микрофотография полученного NiO. Порошок представлял собой частицы кубической формы со средним размером грани 0.5 мкм, которые, согласно распределению частиц по размерам, образовывали более крупные агломераты размером до 2-3 мкм. Содержание элементов в образце составило, мас.%: О - 16.39; Ni - 83.16. По данным XRD анализа, образец являлся однофазным и обладал гранецентрирован-ной кубической кристаллической структурой.
Рис. 1. Микрофотография порошка NiO, полученного методом термического разложения
Fig. 1. The micrograph of NiO powder obtained by the thermal decomposition method
Энергетические характеристики анодного материала NiO/C. На рис. 2, a приведены ЦВА при скорости сканирования 0.1 мВ/с для первых 6 циклирований образца. В процессе первого разряда происходит ряд необратимых реакций, связанных с разложением электролита и образованием слоя SEI, что приводит к большой начальной необратимой емкости и низкой кулонов-ской эффективности. При первом катодном сканировании наблюдается пик при 0.56 В (отн. Li/Li+), предположительно соответствующий восстановлению NiO до Ni [12]:
NiO + 2 Li ^ Ni + Li2O. (4)
Образование аморфных пленок Li2O и SEI может привести к необратимой потере емкости. Анодный пик при потенциале около 2.18 В соответствует обратимому окислению Ni до NiO и разложению Li2O до лития и кислорода [3, 4]. На последующих циклах наблюдаются сдвиги потенциалов катодных/анодных пиков, связанные с увеличением расходования лития или морфологическими изменениями в образце во время первого ли-тирования [3, 4].
На рис. 2, б показаны первые шесть зарядно-разрядных характеристик образца
0.008
0.006
0.004
0.002
0.000,
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 E, V (relatively Li/Li+)
a/a
J
el
v ti
a
V, ,E
3.0
3.0 Г
2.0 -
1.0
0.0
200 400
Q, mA h/g
б/b
600
800
Рис. 2. ЦВА первых шести циклов образца NiO/C при скорости сканирования 0.1 мВ/с (а) и гальваностатические зарядные/разрядные зависимости (б) (цвет онлайн)
Fig. 2. The CV(cyclic voltammogram) of the first six cycles of the NiO/C sample at the scan rate of 0.1 mV/s (a) and galvanostatic charge/discharge dependencies (b) (color online)
0
NiO/C. На 1-м цикле разрядное плато находится при потенциале 0.56 В, это объясняется восстановлением NiO до Ni, а также образованием Li2O и слоя SEI. Зарядное плато около 2.18 В представляет собой окисление Ni до NiO, восстановление Li2O до Li. Таким образом, механизм заряда-разряда согласуется с результатом ЦВА. На 1-м цикле емкость исследуемого образца NiO составила 426 мА-ч/г, а кулоновская эффективность - 64%. При последующих 5 циклиро-ваниях наблюдается снижение емкости, указывающее на изменение объема NiO и деградацию анодного материала.
На рис. 3, а приведено изменение разрядной емкости и кулоновской эффективности образца в ходе дальнейшего циклиро-вания. Как видно из полученных данных, наблюдается рост емкости до 355 мА-ч/г к 40-му циклу при кулоновской эффективности 99-100%. Улучшение характеристик можно объяснить тем, что графит обеспечивает пространство для изменения объема частиц NiO, а также препятствует образованию слоя SEI на субмикронных частицах NiO [13]. Увеличение емкости также может быть обусловлено измельчением частиц
№0 и образованием свежей электрохимически активной поверхности оксида [14].
Характеристики анода при различных скоростях заряда/разряда приведены на рис. 3, б. Начальная разрядная емкость исследуемого образца при скоростях разряда С/5, С/2, С и 2С составила 300, 245, 200 и 155 мА-ч/г соответственно. При последующем снижении плотности тока (скорости разряда) с 2С до С/5 разрядная емкость образца восстанавливается до 312 мА-ч/г. Образец имеет стабильную разрядную емкость при любой плотности тока, что указывает на высокую обратимость реакции конверсии [15].
На рис. 3, в показана разрядная емкость образца и кулоновская эффективность в ходе многократного циклирования при скорости разряда С. Образец демонстрирует стабильность разрядной емкости 200 мА-ч/г при сохранении кулоновской эффективности выше 98% после ста циклов, что указывает на стабильную работу анодного материала даже при высоких скоростях заряда-разряда.
Для более детального изучения кинетики заряда и разряда исследуемого образца
800 го
ад 600
(У 400
о ГО О, ГО
U
200
10
20 30 Cycles
40
т 100
-- 80 П
0
1
800
60
40
з
n y,
20
50
ад £
600
а 400
ГО
e ff
ГО
c
200
т 100
80
0
1
j- 60 b
40
з
n y,
10
20
30
40
20
50
Cycles
a/a
б/b
800 г
ад £
600 -
а 400
e ff
ГО
c
200 -
10
20 30 Cycles в/c
40
Т 100
80
о
60
40
3
n y,
20
50
Рис. 3. Характеристики электрода разрядным током С/10 при многократном циклировании (а); при циклиро-вании разными разрядными токами (б); при циклировании разрядным током С (в)
Fig. 3. The characteristics of the electrode with discharge current of С/10 at multiple cycling (a); at cycling with different discharge currents (b); at cycling with discharge current С (c)
0
0
0
0
0
0
были получены ЦВА при различных скоростях сканирования в диапазоне потенциалов от 0.01 до 3.0 В (отн. Li/Li+).
Как видно из рис. 4, а, величина тока пика повышается, а пик становится шире по оси потенциалов с увеличением скорости сканирования. Потенциалы пиков в катодной области смещаются в сторону более отрицательных значений, тогда как потенциалы пиков в анодной области - в область более положительных. Увеличение площади пиков окисления при увеличении скорости сканирования может указывать на возмож-
ность активационного процесса или частичного разложения SEI на поверхности электродных материалов [16]. В катодной области наблюдаются 2 пика: восстановление № при ~0.5 - 1.0 В и восстановление Li при потенциале отрицательнее 0.1 В. Соответственно, в анодной области формируются 2 пика: окисление Li при 0.1-0.5 В, окисление № при 1.5-2.5 В.
Для оценки лимитирующих стадий ЦВА были перестроены в координатах Та-феля. Связь между током пика, константой а и скоростью сканирования показана в урав-
0.002 0.001 0.000 "-0.001 -0.002
-2.5 г
-0.003.
1
*
ж
Л»*'
4 « - /
.1'
ж
A PeakB, b = 0.51 > Peak Ol, b = 0.94 • Peak 02, b = 0.84
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 E, V (relatively Li/Li+)
a/a
-4.5
-2.0 -1.5 -1.0
log, (ü, mV s-1)
б/b
-0.5
Рис. 4. Циклические вольтамперные зависимости при разных скоростях циклирования (а); зависимость log(/)-
log(ü) для исследуемого образца NiO (б)
Fig. 4. Cyclic voltammetric dependencies at different cycling rates (a); log(/)-log(ü) dependence for the NiO sample
under study (b)
нениях (5) и (6) [17, 18]:
/ = агЬ, (5)
^(0 = Ь ^(г) + ^(а), (6)
где а и Ь - константы; / - ток пика, А; V - скорость сканирования, мВ/с. В случае Ь = 0.5 исследуемый процесс преимущественно протекает в диффузионном режиме, в случае Ь = 1 процесс является емкостным. Последний особенно привлекателен, благодаря стабильности и более быстрой скорость заряда [20]. Как показано на рис. 4, б, значения Ь для катодного пика R, анодных пиков 01 и 02 составляют 0.51, 0.94 и 0.84 соответственно. Эти результаты показывают, что для накопления заряда Li+ на электродах протекает смешанный процесс [17, 18]. Величина пика 02 значительно выше, чем других пиков, что обусловлено значительным внедрением ионов Li+ в №0 после восстановительного пика R [17, 18].
Оценка долей емкостного и диффузионного вкладов в процесс заряда анодного образца может быть осуществлена путем решения уравнения [19]
/ = к1г + кгг0-5, (7)
где / - ток при потенциале анодного пика, А; V - скорость сканирования, мВ/с; к1Г и к2Г0-5 - доли емкостного и диффузионного вклада в общий ток заряда [18-20].
Уравнение (7) может быть преобразовано к линейному виду:
/V-0-5 = к1Г0-5 + кг. (8)
Далее значения к1 и кг могут быть получены из уравнения линейной регрессии зависимости /V-0-5-V0 5 (рис. 5) согласно уравнению (8) [18].
Доли вклада в зависимости от скорости сканирования приведены на рис. 5, б. Емкостной вклад при скоростях сканирования 0.02, 0.05, 0.1 и 0.2 мВ/с составил 46.79, 58.16, 66.29, 73.55%. Согласно полученным данным, у исследуемого образца наблюдается преимущественно емкостной вклад. Это объясняется тем, что в состав анода входит углерод, который может выступать в роли акцептора электронов, тем самым повышая емкость межфазного двойного слоя. Также большое количество кислородсодержащих групп может обеспечить больше мест для поверхностных реакций и эффективно увеличить вклад псевдоемкости.
0.10 г
0.08
0.06
0.04
0.02
0.0
у = 1.9662* + 0.01
.01
0.02
0.03
0.04
„-0.5
,(V
-0.5 _g-0.5
5)
0.05
с о "Я 3 -о
о
С
Scan speed, mVs
-1
Capacitive contribution П Diffusion contribution
a/a б/b
Рис. 5. График зависимости iv~°'5-v0'5 (a); доля вклада от скорости сканирования (б) Fig. 5. The graph of iv-a5-v0'5 dependence (a); fractional of contribution from scanning speed
(b)
Приведенные результаты указывают на принципиальную возможность использования субмикронномго порошка №Ю, полученного методом термического разложения ацетата никеля, для изготовления анодов ЛИИТ с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Дальнейшая работа будет направлена как на оптимизацию параметров синтеза порошка №Ю, так и на оптимизацию состава композитного анода №Ю/С с целью повышения его емкости и стабильности при циклировании.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе путем термического разложения ацетата никеля был синтезирован субмикронный порошок оксида никеля с частицами кубической формы и средним размером около 3 мкм, который был использован для изготовления экспериментального образца анодного полуэлемента литий-ион-
ного источника тока с композитным анодом №Ю/С.
Исследовано электрохимическое поведение порошка №Ю в составе анодного полуэлемента ЛИИТ. При циклировании током С/10 отмечено постепенное увеличение разрядной емкости до 355 мА-ч/г к 40-му циклу при сохранении кулоновской эффективности циклирования на уровне выше 98%. Показана также стабильность работы материала в ходе многократного цикли-рования при токах разряда до 1С. Сделано предположение, что такое поведение связано с активацией анодного материала за счет измельчения частиц №Ю, при этом вероятное расширение оксида никеля компенсируется частицами графита.
Изучена кинетика процесса заряда и разряда образца анодного материала №Ю/С. Показано, что заряд образца протекает в условиях смешанного режима, при этом емкостной вклад является преобладающим.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Проблемы раз-
вития литий-ионных аккумуляторов в мире и Рос-
сии // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23,
№ 3. С. 111-120. https://doi.org/10.18500/1608-4039-
2023-23-3-111-120
2. Zhou G., Ding W., Wang T., Liu Ch., Zhang L., Yin J., Fu Yo. Progress of NiO-based anodes for highperformance Li-ion batteries // The Chem. Record. 2022. Vol. 22. Article number e202200111. https://doi. org/10.1002/tcr.202200111
3. Чемезов О. В., Исаков А В., Аписаров А П., Брежестовский М. С., Бушкова О. В., Баталов Н. Н., Зайков Ю. П., Шашкин А. П. Электролитическое получение нановолокон кремния из расплава KCl-KF-K2SiF6-SiO2 для композиционных анодов литий-ионных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2013. Т. 13, № 4. С. 201-204.
4. Леонова Н. М., Леонова А. М., Баширов О. А., Лебедев А. С., Трофимов А. А., Суздальцев А. В. Аноды на основе C/SiC для литий-ионных источников тока // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 1. С. 41-50. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-1-41-50
5. Иванищев А. В. Подходы к созданию электродов на основе интеркаляционных соединений лития // Электрохимическая энергетика. 2018. Т. 18, № 2. С. 51-76. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2018-18-2-51-76
6. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Применение германия в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах (Обзор) // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 12. С. 709-742. https://doi.org/10.31857/ S0424857021110050
7. Chockla A M., Klavetter К. C, Mullins C. B., Korgel B. A. Solution-grown germanium nanowire anodes for lithium-ion batteries // ACS Applied Materials & Interfaces. 2012. Vol. 4. P. 4658-4664. https://doi.org/ 10.1021/am3010253
8. Ates M. N. Understanding the effect of deposition potential on the electrodeposited tin anodes for lithium-ion batteries // Journal of the Institute of Science and Technology. 2023. Vol. 13. P. 1804-1813. https://doi.org/10.21597/jist.1264079
9. Bani-Fwaz M. Z., El-Zahhar A. A., Abd-Rabboh H. S. M., Hamdy M. S., Shkir M. Synthesis of NiO nanoparticles by thermal routes for adsorptive removal of crystal violet dye from aqueous solutions // Int. J. Env. Anal. Chem. 2019. Vol. 101. P. 1126-1144. https://doi.org/10.1080/03067319.2019.1678599
10. Jesus J. C. De, Gonzales, Quevedo A., Puerta T. Thermal decomposition of nickel acetate tetrahydrate: an integrated study by TGA, QMS and XPS techniques // J. Mol. Cat. A : Chem. 2005. Vol. 228. P. 283-291. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2004.09.065
11. Trofimov A. A., Leonova A. M., Leonova N. M., Gevel T. A. Electrodeposition of silicon from molten KCl-K^SiFe for lithium-ion batteries // J. Electrochem. Soc. 2022. Vol. 169. Article number 020537. https://doi. org/10.1149/1945- 7111/ac4d6b
12. Liu X., Or S. W, Jin Ch., Lv Ya., Feng Ch., Sun Yu. NiO/C nanocapsules with onion-like carbon shell as anode material for lithium ion batteries // Carbon. 2013. Vol. 60. P. 215-220. https://doi.org/10.1016/j. carbon.2013.04.014
13. Siddiqui S.-E-T., Rahman Md. A., Kim J.-H., Sharif S. B., Paul S. A Review on recent advancements of Ni-NiO nanocomposite as an anode for highperformance lithium-ion battery // Nanomaterials. 2022. Vol. 12. Article number 2930. https://doi.org/10.3390/ nano12172930
14. Jo M. S., Ghosh S., Jeong S. M., Kang Yu. Ch., Cho J. S. Coral-like yolk-shell structured nickel oxide/ carbon composite microspheres for high-performance Li-ion storage anodes // Nano-Micro Lett. 2019. Vol. 11. Article number 3. 18 p. https://doi.org/10.1007/s40820-018-0234-0
15. Jiang Sh., Mao M.-M., Pang M.-J., Yang H., Wang R.-W., Li N., Pan Q.-L., Pang M., Zhao J.- G. Preparation and performance of a graphene-(Ni-NiO)-C hybrid as the anode of a lithium-ion battery // New Carb. Mater. 2023. Vol. 38. P. 356-365. https://doi.org/ 10.1016/S1872-5805(22)60647-4
16. Du D., Lan R., Xie K., Wang H., Tao Sh. Synthesis of Li2Ni2(MoO4)3 as a high-performance positive electrode for asymmetric supercapacitors // RSC Adv. 2017. Vol. 7. P. 13304-13311. https://doi.org/ 10.1039/c6ra28580e
17. Dai H., Zhang R., Zhong M., Guo Sh. Effects of the inherent tubular structure and graphene coating on the lithium ion storage performances of electrospun NiO/Co nanotubes // J. Phys. Chem. 2020. Vol. 124. P. 143-151. https://doi.org//10.1021/acs.jpcc.9b09716
18. Leonova A. M., Bashirov O. A., Leonova N. M., Lebedev A. S., Trofimov A. A., Suzdaltsev A. V. Synthesis of C/SiC mixtures for composite anodes of lithiumion power sources // Appled Science. 2022. Vol. 13, iss. 2. Article number 901. https://doi.org/10.3390/ app13020901
19. Mohammadi A., Arsalani N., Tabrizi A. G., Moosavifard S. E., Naqshbandi Zh., Ghadimi L. S. Engineering rGO-CNT wrapped Co3S4 nanocomposites for high-performance asymmetric supercapacitors // Chem. Eng. Journal. 2018. Vol. 334. P. 66-80. https:// doi.org/10.1016/j.cej.2017.10.029
20. Augustyn V., Simon P., Dunn B. Pseudocapacitive oxide materials for high-rate electrochemical energy storage // Energy Env. Sci. 2013. Vol. 7. P. 1597-1614. https://doi.org/10.1039/ c3ee44164d
REFERENCES
1. Kulova T. L., Skundin A. M. Problems of development of lithium-ion batteries all over the world and in Russia. Electrochemical Energetics, 2023, vol. 23, no. 3, pp. 111-120 (in Russian). https://doi.org/10. 18500/1608-4039-2023-23-3-111-120
2. Zhou G., Ding W., Wang T., Liu Ch., Zhang L., Yin J., Fu Yo. Progress of NiO-based anodes for highperformance Li-ion batteries. The Chem. Record, 2022, vol. 22, article no. e202200111. https://doi.org/10.1002/ tcr.202200111
3. Chemezov O. V., Isakov A. V., Apisarov A. P., Brezhestovskii M. S., Bushkova O. V., Batalov N. N., Zaikov Yu. P., Shashkin A. P. Electrolytic production of silicon nanofibers from a KCl-KF-K2SiF6-SiO2 melt for composite anodes of lithium-ion batteries. Electrochemical Energetics, 2013, vol. 13, no. 4, pp. 201-204 (in Russian).
4. Leonova N. M., Leonova A. M., Bashirov O. A., Lebedev A. S., Trofimov A. A., Suzdal'tsev A. V. Anodes based on C/SiC for lithiumion current sources. Electrochemical Energetics, 2023, vol. 23, no. 1, pp. 41-50 (in Russian). https://doi.org/ 10.18500/1608-4039-2023-23-1-41-50
5. Ivanishchev A. V. Approaches to the creation of electrodes based on lithium intercalation compounds. Electrochemical Energetics, 2018, vol. 18, no. 2, pp. 51-76 (in Russian). https://doi.org/10.18500/ 1608-4039-2018-18-2-51-76
6. Kulova T. L., Skundin A. M. Germanium in lithium-ion and sodium-ion batteries (A review). Russ. J. Electrochem., 2021, vol. 57, no. 12, pp. 709-742 (in Russian). https://doi.org/10.31857/S0424857021110050
7. Chockla A. M., Klavetter K. C., Mullins C. B., Korgel B. A. Solution-grown germanium nanowire anodes for lithium-ion batteries. ACS Applied Materials & Interfaces, 2012, vol. 4, pp. 4658-4664. https://doi.org/ 10.1021/am3010253
8. Ates M. N. Understanding the effect of deposition potential on the electrodeposited tin anodes for lithium-ion batteries. Journal of the Institute of Science and Technology, 2023, vol. 13, pp. 1804-1813. https://doi.org/10.21597/jist.1264079
9. Bani-Fwaz M. Z., El-Zahhar A. A., Abd-Rabboh H. S. M., Hamdy M. S., Shkir M. Synthesis of NiO nanoparticles by thermal routes for adsorptive removal of crystal violet dye from aqueous solutions. Int. J. Env. Anal. Chem, 2019, vol. 101, pp. 1126-1144. https://doi.org/10.1080/03067319.2019.1678599
10. Jesus J. C. De, Gonzales, Quevedo A., Puerta T. Thermal decomposition of nickel acetate tetrahydrate: an integrated study by TGA, QMS and XPS techniques. J. Mol. Cat. A : Chem., 2005, vol. 228, pp. 283-291. https://doi.org/10.1016Zj.molcata. 2004.09.065
11. Trofimov A. A., Leonova A. M., Leonova N. M., Gevel T. A. Electrodeposition of silicon from molten KCl-K2SiF6 for lithium-ion batteries. J. Electrochem. Soc., 2022, vol. 169, article no. 020537. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ac4d6b
12. Liu X., Or S. W., Jin Ch., Lv Ya., Feng Ch., Sun Yu. NiO/C nanocapsules with onion-like carbon shell as anode material for lithium ion batteries. Carbon, 2013, vol. 60, pp. 215-220. https://doi.org/10.1016/j. carbon.2013.04.014
13. Siddiqui S.-E-T., Rahman Md. A., Kim J.-H., Sharif S. B., Paul S. A Review on recent advancements of Ni-NiO nanocomposite as an anode for high-performance lithium-ion battery. Nanomaterials, 2022, vol. 12, article no. 2930. https://doi.org/10.3390/ nano12172930
14. Jo M. S., Ghosh S., Jeong S. M., Kang Yu. Ch., Cho J. S. Coral-like yolk-shell structured nickel oxide/carbon composite microspheres for highperformance Li-ion storage anodes. Nano-Micro Lett., 2019, vol. 11, article no. 3. 18 p. https://doi.org/10.1007/ s40820-018-0234-0
15. Jiang Sh., Mao M.-M., Pang M.-J., Yang H., Wang R.-W., Li N., Pan Q.-L., Pang M., Zhao J.- G. Preparation and performance of a graphene-(Ni-NiO)-C hybrid as the anode of a lithium-ion battery. New Carb. Mater., 2023, vol. 38, pp. 356-365. https://doi. org/10.1016/S1872-5805(22)60647-4
16. Du D., Lan R., Xie K., Wang H., Tao Sh. Synthesis of Li2Ni2(MoO4)3 as a high-performance positive electrode for asymmetric supercapacitors. RSC Adv., 2017, vol. 7, pp. 13304-13311. https://doi.org/10.1039/ c6ra28580e
17. Dai H., Zhang R., Zhong M., Guo Sh. Effects of the inherent tubular structure and graphene coating on the lithium ion storage performances of electrospun NiO/Co nanotubes. J. Phys. Chem., 2020, vol. 124, pp. 143-151. https://doi.org//10.1021/acs.jpcc.9b09716
18. Leonova A. M., Bashirov O. A., Leonova N. M., Lebedev A. S., Trofimov A. A., Suzdalt-sev A. V. Synthesis of C/SiC mixtures for composite anodes of lithium-ion power sources. Appled Science, 2022, vol. 13, iss. 2, article no. 901. https://doi.org/10. 3390/app13020901
19. Mohammadi A., Arsalani N., Tabrizi A. G., Moosavifard S. E., Naqshbandi Zh., Ghadimi L. S. Engineering rGO-CNT wrapped Co3S4 nanocompos-ites for high-performance asymmetric supercapacitors. Chem. Eng. Journal, 2018, vol. 334, pp. 66-80. https:// doi.org/10.1016/j.cej.2017.10.029
20. Augustyn V., Simon P., Dunn B. Pseudocapacitive oxide materials for high-rate electrochemical energy storage. Energy Env. Sci., 2013, vol. 7, pp. 15971614. https://doi.org/10.1039/c3ee44164d
Поступила в редакцию 12.10.2023; одобрена после рецензирования 19.10.2023; принята к публикации 04.09.2023 The article was submitted 12.10.2023; approved after reviewing 19.10.2023; accepted for publication 04.09.2023
