Том 60, № 5 (2024)

Исследовано изменение проводимости плоских бислойных липидных мембран из азолектина, вызванное плюрониками L61 и F68 с одинаковой длиной гидрофобных блоков поли(пропиленоксида) и разной длиной гидрофильных блоков поли(этиленоксида). Интегральная проводимость мембран увеличивается с ростом концентраций обоих плюроников. При одинаковой концентрации плюроников в растворе проводимость для L61 выше. По литературным данным [24] для L61 и F68 были рассчитаны концентрации плюроников, связанных с бислоем. При близких концентрациях связанных с мембраной плюроников проводимости мембран также близки. Был сделан вывод, что появление в мембране одинаковых гидрофобных частей плюроников L61 и F68 вызывает одинаковый рост проводимости в первом приближении. Форма кривых проводимости-концентрации является суперлинейной для L61 и сублинейной для F68. В присутствии обоих плюроников для приблизительно 40% мембран наблюдаются скачки проводимости с амплитудой от 10 до 300 пСм и выше. Мы связываем наблюдаемые скачки проводимости с возникновением в мембране проводящих пор или дефектов. Количество зарегистрированных в мембране пор было случайной величиной с большой дисперсией и не коррелировало с концентрацией плюроника. Разница между средними проводимостями пор для мембран с L61 и F68 не была статистически значимой.

Целью работы являлось исследование возможности подавления образования дендритов металлического лития в процессе работы вторичных литиевых источников тока, в том числе с металлическим литиевым анодом. Методами транзиентов тока и электрохимического импеданса исследовано электрохимическое осаждение лития на электроды из меди и лития в присутствии и в отсутствие двух поверхностно-активных веществ, бромида цетилтриметиламмония и бромида гексадецилпиридиния. Использовался типичный для литий-ионных аккумуляторов электролит на основе гексафторфосфата лития и смеси этиленкарбоната (EC) и диэтилкарбоната (DEC). Было показано, что существенное влияние на процесс электроосаждения оказывает присутствие так называемого слоя SEI (solid electrolyte interphase, твердоэлектролитная интерфаза) на поверхности электродов. Также было показано, что механизмы электроосаждения лития на медном и литиевом электродах отличаются. Можно предположить, что наблюдаемый эффект поверхностно-активных веществ на дендритообразование связан не с адсорбцией поверхностно-активных веществ на литии и блокированием роста осадков, а с влиянием поверхностно-активных веществ на свойства слоя SEI, образующегося на этих металлах.

В настоящей работе исследовалось влияние добавок декагидронафталина (декалина) и его производного, перфтордекалина (октадекафтордекалина), на процессы осаждения и растворения металлического лития, включая процессы дендритообразования, на анодах вторичных литиевых источников тока в электролите на основе гексафторфосфата лития и смеси этиленкарбоната (EC) и диэтилкарбоната (DEC). Исследование проводилось с использованием методов транзиентов тока и электрохимического импеданса. Результаты показали, что в отличие от добавок традиционных катионных ПАВ цетилтриметиламмония бромида и гексадецилпиридиния бромида, исследованных нами ранее, декалин и перфтордекалин вступают в специфическое взаимодействие с поверхностью литиевого электрода. При этом декалин настолько сильно взаимодействует с поверхностью литиевого электрода, что он фактически блокирует процессы как осаждения, так и анодного растворения лития. Взаимодействие перфтордекалина с поверхностью лития оказалось менее сильным, в результате чего он не препятствует циклированию металлического литиевого анода, но в то же время оказывает ингибирующее действие на дендритообразование. В электролите с добавкой перфтордекалина удалось осуществить более 80 циклов заряда-разряда литиевого анода с кулоновской эффективностью 70–80%, в то время как без добавки количество циклов было менее 40, а кулоновская эффективность была 60% и ниже.