Задачи исследования. Для достижения поставленной цели потребовалось:

-провести комплексное систематическое исследование влияния различных внешних (величина потенциала и длительность катодной поляризации, сила тока, температура, влияние ультразвука, магнитного поля, механического и внутренних факторов (состав и концентрация электролита, природа растворителя, материал углеродсодержащей основы при формировании LixC6 электродов, природа легирующего металла в случае электродов на основе электрохимических сплавов LiAl(Me), состав и концентрация модифицирующего оксида в составе активной массы СаСгО электродов и т.д.) на механическую и электрохимическую стабильность характеристик формируемых электродов, их циклируемость; сохранность заряда;

-определить закономерности изменения количественных параметров, состава и структуры образующихся фаз в системах LiAl(Me), LixCc LixC8Cr03 в зависимости от внешних и внутренних факторов;

-установить взаимосвязь и взаимозависимость между электрохимическими и термодинамическими характеристиками и структурными превращениями в процессах интеркаляции - деинтеркаляции лития в исследуемых электродах.

Новые научные результаты, которые автор выносит на защиту:

1. Кинетические, термодинамические закономерности и механизм процессов интеркалирования лития в структуру С8Сг03 электрода при его активации под воздействием различных внешних и внутренних факторов.

2. Теоретическое и экспериментальное обоснование влияния природы третьего компонента, состава раствора и природы апротонного растворителя на кинетические закономерности и механизм фазообразования при электрохимическом внедрении лития в алюминий и в Al(Me) (Me: Pb, Cd, Zn, Cr, Mn, Co) и на эффективность циклирования лития.

3. Влияние различных физико-химических и электрохимических факторов на изменение поверхностных и объемных свойств углеграфитовых материалов состав и концентрацию интеркалятов LixC6, а также на кинетические и термодинамические характеристики процесса образования и анодного растворения интеркалятов лития.

4. Технологические рекомендации по изготовлению и эксплуатации C8Cr03, LiAl(Me), LixC6 электродов регенерации и утилизации, отработанных С8Сг03 электродов. Результаты испытаний опытных образцов и макетов литиевых аккумуляторов прессованной и рулонной конструкции на основе систем: LiAl/C8Cr03, LixC6/C8Cr03 с органическим электролитом 1М ПК+ДМЭ (1:1) без и при модифицировании электродов .

5.Экспериментальное и теоретическое обоснование применимости уравнения Пейкерта, Г-т = описывающего функциональную зависимость емкости аккумулятора от величины разрядного тока к литиевым перезаряжаемым ХИТ.

Практическая значимость работы. Показана возможность направленного воздействия на кинетику катодного внедрения лития и его анодного растворения, на состав и структуру образующихся фаз в матрицах исследуемых материалов (А1, УГМ, С8СЮ3) путем их физико-химической активации: модифицирование третьим компонентом; предварительная обработка активных материалов механическими (перетирание, измельчение) или физическими методами.(ультразвук, магнитное поле); подбор состава электролита, режимов формирования электрохимически активных фаз.

Предложенные новые электрохимические системы с неводным органическим электролитом, характеризуются высокой энергоемкостью и циклируемостью. Разработаны технологические рекомендации по изготовлению положительных и отрицательных электродов и проведены их испытания в макетах и опытных образцах литиевых аккумуляторов прессованной и рулонной конструкций на основе систем:

LiAI, LiAl(Me) / LiClO., в ПК, ПК + ДМЭ (1:1) / С8СЮ3 Ltxe6 / LiCIC-4 в ПК + ДМЭ (1:1)/ С8СЮ3. Проведено феноменологическое моделирование разрядных процессов и проанализированы аналитические зависимости, описывающие связь емкости ЛА с величиной тока разряда. Показана возможность применимости уравнения Пейкерта 1-г=К к исследуемым литиевым системам.