Ogniwa litowe są powszechnie wykorzystywanym źródłem energii dla urządzeń mobilnych oraz znajdują zastosowanie w motoryzacji, w pojazdach z napędem elektrycznym. W kontekście technologii ogniw Li-ion, nieprzeciętnym materiałem elektrodowym jest LiVO2, który poddany pewnym modyfikacjom, może być
zarówno materiałem katodowym, jak i anodowym. LiVO2 posiada szereg
wyjątkowych cech, które znacząco wpływają na przebieg procesów elektrochemicznych. Ich dogłębne zbadanie może pozwolić na głębsze zrozumienie zjawisk wpływających na właściwości użytkowe tego tlenku, a także innych warstwowych materiałów elektrodowych.
Celem niniejszej pracy było zbadanie osobliwych zjawisk i mechanizmów, zachodzących podczas procesów interkalacji i deinterkalcji litu z materiału LiVO2
oraz jego pochodnych: Li(LiyFezV1-y-z)O2. Szczególnie istotne było w tym
przypadku wyjaśnienie oddziaływań pomiędzy jonami wanadu w obrębie warstw oktaedrów, skutkujących powstaniem nadstruktury, składającej się z klastrów wanadowych V3 (tzw. trimerów). W pracy przedstawiono wyniki badań
strukturalnych i transportowych materiałów Li(LiyFezV1-y-z)O2, a także
elektrochemicznych ogniw Li/Li+/Lix(LiyFezV1-y-z)O2. Dowiedziono obecności nadstruktury (klastrów wanadowych), opisano jej ewolucję w funkcji składu badanych materiałów oraz wykazano jej niebagatelny wpływ na ich właściwości transportowe i użytkowe.
Li-ion batteries are commonly used source of energy for mobile electronics and in automotive industry, in electric vehicles. In the context of Li-ion technology, LiVO2 is a specific electrode material, which when undergos slight modification, may act both, as a cathode and anode
material. LiVO2 has a number of unique properties that significantly influence the electrochemical processes in cells. Their examination could lead to a better understanding of the phenomena affecting the performance of the given oxide, and other layered electrode materials.
The aim of this work was the examination of peculiar phenomena taking place during lithium intercalation and deintercalation in LiVO2 and its derivatives: Li(LiyFezV1-y-z)O2. Particularly important in this case was explanation of
interactions between vanadium ions within octahedra layers, leading to a formation of superstructure with V3 clusters (so called trimers) as its main components.
This work presents analysis of structural and transport properties of Li(LiyFezV1-y-z)O2 materials, as well as electrochemical properties of
Li/Li+/Lix(LiyFezV1-y-z)O2 cells. The presence of superstructure (vanadium trimers) was proved, and the its evolution with the changes of composition of the examined materials was shown. Also, the considerable impact of the trimers presence on Li(LiyFezV1-y-z)O2 physicochemical properties was demonstrated.
