Отзыв оппонента 2 (Разработка и исследование твердофазных электродов литиевого аккумулятора)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию ВОРОБЬЕВА ИВАНА СЕРГЕЕВИЧА на тему «Разработка и исследование твердофазных электродов литиевого аккумулятора», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 02.00.05 — «Электрохимия» В связи с бурным развитием электронной техники, неуклонно растет потребность в автономных источниках питания, среди которых значимую роль играют литий- ионные аккумуляторы, которые используются на железнодорожном, водном и воздушном транспорте, в космической и военной технике.

Они основываются на электрохимической системе кобальтат лития— углерод, которая обладает такими недостатками, как низкий циклический ресурс, пожаро- и взрывоопасность, высокая цена и токсичность. Поэтому решение задачи, связанной с их модернизацией путем замены как катодных, так и анодных материалов становится весьма актуальным. В диссертационной работе на основании проведенного обзора сделан анализ основных недостатков литиевых аккумуляторов, сформулирована цель исследования, поставлены и решены задачи, обеспечивающие достижение поставленной цели. Дель работы состоит в разработке научно-технических основ созланиа твердофазных электродов литиевых аккумуляторов путем совершенствования методов синтеза активных материалов, оптимизации структурных и энергетических параметров электродов.

В рассматриваемой диссертационной работе автором разработано следующее: метод синтеза композита литий-железо/литий-титан фосфата и способ изготовления высокоэффективных катодов на его основе; метод синтеза титаната лития и способ изготовления высокоэффективных анодов на его основе; оптимизирован состав катодов и анодов на основе установления макрокинетических закономерностей их функционирования в процессе заряда- разряда; изучены особенности функционирования твердо фазных литиевых аккумуляторов и выработаны рекомендации по их использованию.

На ая новизна диссертационной работы не вызывает сомнений и определяется следующими положениями: разработан оригинальный метод прямого механохимически стимулированного твердофазного синтеза композиционного материала 1лРеР04йлТЦР04)з из многокомпонентной смеси; предложен метод синтеза титан ата лития, включающий в себя пластическое деформирование прекурсора и дающий возможность получать нанодисперсную структуру; предложен оригинальный метод изготовления твердофазных электродов с использованием ультразвукового диспергирования и пластического деформирования; — установлено влияние состава твердофазных электродов на их энергетические параметры.

Показано, что максимальная удельная емкость электродов достигается при оптимальном соотношении между их компонентами. П актическая значимость рецензируемой работы заключается в том, что: получены новые электродные материалы, которые дают возможность конструировать аккумуляторы с высокими значениями удельных характеристик; проведены испытания опытной партии твердо фазных литиевых аккумуляторов, которые показали, что они имеют преимущества по энергетическим параметрам перед аналогами; результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в Национальном исследовательском университете «МЭИ» при подготовке лекций и лабораторного практикума по дисциплинам «Теоретические основы химических источников тока» и «Энергосберегающая автономная энергетика».

В работе использован комплекс современных методов физико- химического эксперимента. Достоверность полученных результатов сомнений не вызывает. Со е жание аботы и ее соответствие ебованиям п е ъявляемым к кан и атским иссе та иям. Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи, определены научная новизна и практическая значимость работы, дана ее общая характеристика. В первой главе проведен литературный обзор, дающий представление о состоянии исследований в области литиевых аккумуляторов, рассмотрены структура, методы синтеза, электрохимические характеристики, достоинства и недостатки активных материалов катода и анода литиевого аккумулятора. Во второй главе описаны характеристики используемых в работе материалов активных и конструктивных элементов.

Приведено описание приборов, используемых в экспериментальных исследованиях, а также оборудования, применяемого для изготовления и диагностики полученных материалов и электродов. Показаны методики изготовления электродов и твердополимерного электролита. Описаны методы синтеза титаната лития и композита .1лРеРО4/1.1Т12(Р04)з, а также способ приготовления электродов на их основе. Третья глава посвящена разработке методов синтеза литий-активной массы катода и анода. Проведен анализ полученных экспериментальных данных. Показано, что в результате термообработки выбранных прекурсоров образуются смешанные литий-металл фосфаты.

Установлено оптимальное соотношение между компонентами прекур сор а, а также температура и длительность термообр аботки. Установлена зависимость размера частиц титаната лития от температуры и продолжительности отжига. Четвертая глава посвящена разработке и исследованию твердофазных катода и анода. Предложен способ изготовления электродов аккумулятора. Исследование влияния природы электропроводящей добавки на удельную емкость катода и анода показало, что использование углеродных нанотрубок дает преимущество в удельной емкости и потенциале разряда. Установлено оптимальное соотношение между компонентами катода и анода, нарушение которого приводит к снижению эффективности его эксплуатации.

Проведены испытания опытной партии твердофазных аккумуляторов. Показано, что они имеют выигрыш по емкости и по удельной энергии перед существующими аналогами. 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 153 страницы, в том числе б4 рисунка, 10 таблиц и список литературы из 158 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. По материалам диссертации опубликованы 20 работ, в том числе 5 статей в ведущих научных изданиях, включенных в перечень ВАК РФ, 1 патент на изобретение РФ.

Основные результаты работы прошли апробацию на Международных и Всероссийских конференциях. Тема и содержание диссертационной работы соответствуют указанной специальности. Замечания по иссе та ионной аботе. 1. В работе не уделено внимание зависимости электр охимических характеристик электродов на основе титаната лития от гранулометрического состава диоксида титана. 2. В выводах по главе 3 не дана расшифровка оптимальных параметров синтеза комгюзита, при которых достигается наивысший выход конечного продукта. 3. В автореферате говорится, что во второй главе показаны методики изготовления литиевого анода, электрода сравнения и твердополимерного электролита. Не совсем ясно, что подразумевает автор под электродом сравнения в литиевом аккумуляторе.

4.Следовало обосновать выбор твердополимерного электролита на основе перфторполиэфира и уточнить его состав. 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 твердофазных электродов литиевого аккумулятора» соответствует требованиям пункта 9 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации № 842 от 24 сентября 5 Рабочий адрес: 119071, Россия, Москва, Ленинский проспект, 31, стр.

4. Рабочий телефон: 8 (495) 955 4754 Адрес электронной почты; 1р-2002фпта11.гп Петренко Елена Михайловна 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 2013 года, и является научно-квалификационной работой, а ее автор, Воробьев Иван Сергеевич, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 02.00.05 — «Электрохимия».

.