Отзыв оппонента 2 (Разработка и исследование твердофазного литий-фторуглеродного первичного элемента)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию ЕГОРОВА АЛЕКСЕЯ МИХАЙЛОВИЧА на тему «Разработка и исследование твердофазного литий — фторуглеродного первичного элемента», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 02.00.05 — «Электрохимия» Химические источники тока (ХИТ) достаточно давно стали основой электропитания автономной радиоэлектронной аппаратуры, эксплуатационные характеристики которой во многом определяются электрическими параметрами ХИТ.

В последние годы, в связи с бурным развитием электронной техники, неуклонно растет потребность в автономных источниках питания, среди которых значимую роль играют химические источники тока (ХИТ). Наряду с увеличением их выпуска происходит интенсивная модернизация уже существующих и разработка новых типов элементов с целью повышения их номинальной емкости, сохраняемости и безопасности.

В настоящее время первичные литиевые источники тока широко используются в тех областях современной техники, где необходимы источники питания, обладающие большой энергоемкостью и малыми размерами. Литиевые элементы характеризуются сочетанием широкого температурного диапазона работоспособности (от -50 С до +100 С), высокой удельной энергией (до 850 Вт*ч/кг) и сохранностью заряда до 10 лет. В настоящее время литиевые ХИТ выпускаются с жидкими электролитами, которым присущи определенные недостатки: помимо неудобств работы с ними, им свойственна электрохимическая деструкция, которая приводит к снижению удельных характеристик первичного элемента, а также его сохраняемости. В связи с этим актуально создание полностью твердофазных ХИТ, обладающих при малых размерах большой энергоемкостью.

На сегодняшний день основная задача, стоящая перед учеными — получение твердополимерных электролитов с высокой проводимостью, которые могли бы заменить жидкие и гельполимерные электролиты. В этой связи исследование процессов, протекающих в твердофазном литиевом первичном элементе, и изучение способов улучшения его параметров являются весьма актуальными. На основании проведенного обзора сделан анализ основных недостатков литиевых ХИТ, сформулирована цель исследования, поставлены и решены задачи, обеспечивающие достижение поставленной цели. Цель рабе~с свето т в разработке научно- ехннчес«нх основ созна н твердофазных 1л — СЕх источников на основе создания новых совершенствования технологии твердополимерных электролитов, изготовления, оптимизации структурных и энергетических параметров катодов, В рассматриваемой диссертационной работе автором разработано следующее: обладающий высокой твердополимерный электролит, электропроводностью, адгезией к электродному материалу, механически прочный и инертный по отношению к электродам; исследованы физико-химические свойства твердополимерного электролита и выяснена степень их влияния на функциональные и эксплуатационные характеристики элемента; разработан метод изготовления твердофазных катодов на основе фторированных наноматериалов и определен их оптимальный состав; — проведены испытания твердофазных Ы вЂ” СГх элементов и выработаны рекомендации по применению На чная новизна диссертационной работы не вызывает сомнений и определяется следующими положениями: показано, что существуют оптимальные параметры процесса создания твердополимерного электролита, при которых достигается максимальная электропроводность и адгезия к электродам первичного элемента; предложен способ изготовления твердофазного катода на основе фторированных наноматериалов, включающий в себя ультразвуковую обработку и механическую активацию активной массы; установлено, что максимальная удельная емкость электродов достигается при оптимальном соотношении между составляющими их активной массы.

П актическая значимость рецензируемой работы заключается в том, что: разработан твердо полимерный электролит, обладающий высокой электропроводностью, адгезией и инертностью по отношению к электродам первичного элемента; проведены испытания опытной партии твердофазных элементов типоразмера Вй. 2016 с катодами на основе фторированных нанотрубок, емкость которых составила 120 — 130 мАч, что превышает в 2 раза номинальное значение для элементов данного типоразмера, в которых используется жидкий электролит.

В работе использован комплекс современных методов физико- химического эксперимента, таких как рентгеновский микроанализ, сканирующая микроскопия, просвечивающая микроскопия, растровая электронная микроскопия и гальваностатика. Достоверность полученных результатов сомнений не вызывает. Со е жание аботы и соответствие ее т ебованиям п е ъявляемым к кан и атским иссе та иям. ° Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цели и задача, дана общая характеристика работы.

В первой главе проведен аналитический обзор, дающий представление о состоянии исследований в области литиевых источников тока. Показаны достоинства и недостатки используемых катодных материалов на основе фторуглерода, а так же проанализировано современное положение дел в области разработки полимерных электролитов. Во второй главе описаны методики получения и исследования твердополимерного электролита и электродов на основе фторуглерода, а также аппаратура, использованная автором в работе. Третья глава посвящена разработке и исследованию твердополимерного электролита на основе перфторполиэфира. Четвертая глава посвящена разработке и исследованию катода и твердофазного первичного элемента на его основе.

В разделе «Заключение» сформулированы основные результаты проведенных исследований. Диссертация написана понятным языком, ее содержание дает полное представление о выдвинутых гипотезах, использованных методах и полученных результатах работы. Объем диссертации составляет 151 страницу, в том числе 58 рисунков и 1 таблицу и список литературы из 193 наименований.

Рисунки оформлены аккуратно и отражают содержание представленных результатов исследования. Результаты других авторов, используются главным образом для оценки современного состояния поднятых в работе вопросов. В диссертации даются необходимые ссылки. На основании анализа содержания можно заключить, что в целом в работе достаточно полно освещены все научные положения, вынесенные автором на защиту. Диссертация оформлена в соответствии с установленными требованиями. Содержание автореферата соответствует материалам, изложенным в тексте диссертации.

Основные положения работы опубликованы в 4 статьях в рецензируемых журналах из перечня, рекомендованного ВАК РФ, в 1 патенте и прошли апробацию на Международных и Всероссийских конференциях. Тема и содержание диссертационной работы соответствуют указанной специальности. Замечания по иссе та ионной аботе.

1. Не изучено влияние природы соли лития на электропроводность твердополимерных электролитов. 2. В работе следовало бы привести расчеты удельных характеристик твердофазных элементов в различных конструкциях и типоразмерах, чтобы можно было приблизительно оценить эффективность замены ЖЭ электролита и традиционного катода на ТПЭ и твердофазный катод, соответственно, в конкретном элементе. 3. Во ведении и выводах по главе 1 указывается на безопасность разрабатываемых источников тока, однако в работе не приведено сравнение существующих ХИТ по их безопасности с разработанным.

4. В выводах по главе 3 не дана расшифровка оптимальных параметров синтеза при которых достигается наивысшая гомогенность электролита. Заключение. На основании рассмотренных материалов диссертационной работы следует отметить актуальность рассмотренной проблемы, научную новизну, практическую ценность и достоверность полученных результатов.

Высказанные замечания не ставят под сомнение основные положения и результаты работы и носят рекомендательный характер. Таким образом, можно заключить, что представленная на отзыв диссертация является завершенной научной работой. Диссертационная работа «Разработка и исследование твердофазного литий — фторуглеродного первичного элемента» соответствует требованиям пункта 9 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации № 842 от 24 сентября 2013 года, и является научно-квалификационной работой, а ее автор, Егоров Алексей Михайлович, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 02.00.05 — «Электрохимия». Рабочий адрес: 119071, Россия, Москва, Ленинский проспект, 31, стр.

4. Рабочий телефон: 8 (495) 955 4754 Адрес электронной почты: 1р-2002®та11хп К.т.н., старший научный сотрудник лаборатории электроанализа и электрохимических сорбционных процессов ФАНО России ФГБУН Института физической химии и электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН Петренко Елена Михайловна ~;6 -у' ,~У": ~"' Фс' /!', .