Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 129-133. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 129-133. Научная статья УДК 54.05 + 544.6 doi:10.37614/2949-1215.2023.14.4.022 КАТОД АККУМУЛЯТОРА НА ОСНОВЕ ПЕНТАОКСИДА ВАНАДИЯ Андрей Сергеевич Шарлаев1, Ольга Яковлевна Березина2, Денис Николаевич Ларионов3, Николай Александрович Праслов 4 1 2, 34Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия 1sharlaev-andrew@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0001-9012-5306 2berezina@petrsu.ru, http://orcid. org/0000-0003-4055-5759 Аннотация Синтезированы нанонити пентаоксида вадания (чистые и легированные никелем) методом электроспиннинга. Чистые нанонити пентаоксида ванадия обладают высокой начальной удельной емкостью (330 мАч-г 1 при плотности тока 0,058 А/г), однако недостаточной стабильностью. Легирование никелем (5 % ат.) привело к уменьшению диаметра на 25 % и улучшению электрохимических характеристик: изначальной емкости в 1,4 раза и стабильности в 1 ,8 раза. Ключевые слова: нанонити, электроспиннинг, пентаоксид ванадия, катод, литий-ионный аккумулятор Для цитирования: Катод аккумулятора на основе пентаоксида ванадия / А. С. Шарлаев [и др.] // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 129-133. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.4.022 Original article BATTERY CATHOBE BASED ON VANADIUM PENTOXIDE Andrey S. Sharlaev1, Olga Ya. Berezina2, Denis N. Larionov3, Nikolay A. Praslov 4 1,2, 3, 4Petrozavodsk State University, Petrozavodsk, Russia 1sharlaev-andrew@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0001-9012-5306 2berezina@petrsu.ru, http://orcid.org/0000-0003-4055-5759 Abstract Vanadium pentoxide nanofibers (pure and doped by nickel) were synthesized by electrospinning. Pure vanadium pentoxide nanofibers have high specific capacity (330 imAhg '1 at current density 0,058 A/g), but insufficiently high stability. Nickel doping (5 % at.) led to diameter decrease by 25 % and electrochemical properties improvement: initial specific capacity increased by 40 percent and stability by 80 percent. Keywords: nanofibers, electrospinning, vanadium pentoxide, cathode, lithium-ion battery For citation: Battery cathobe based on vanadium pentoxide / A. S. Sharlaev [et al.] // Transactions of the tola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 129-133. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.4.022 Введение B современном мире широко распространены устройства, работающие на аккумуляторных батареях (сотовые телефоны, ноутбуки, фотоаппараты, электромобили и др.). B связи с увеличением мощности мобильных устройств, а также их функционала, растет и их энергопотребление. Разработка новых видов аккумуляторных батарей позволит удовлетворить растущий энергетический спрос. Параметры литий-ионного аккумулятора во многом определяются используемыми электродными материалами. Пентаоксид ванадия является одним из перспективных катодных материалов литий-ионного аккумулятора. Он обладает большой теоретической емкостью 294 мАч-г"1, что выше, чем у используемых в настоящее время материалов. Использование пентаоксида ванадия в виде одномерной наноструктуры (нанонити) позволит увеличить электрохимическую активность материала и увеличить его циклическую стабильность. Р е зу л ь т а ты Нанонити пентаоксида ванадия были получены методом электроспиннинга [1-3]. B основе лежит методика приготовления ксерогеля оксида ванадия путем растворения порошка V 2 O 5 в растворе H 2 O 2 , описанная в работе [4]. © Шарлаев А. С., Березина О. Я., Ларионов Д. Н., Праслов Н. А., 2023 129