The Physical and chemical properties of composite systems with nonconductive oxide fillers

In this paper, we analyze the body of scientific data on the effect of disperse filling of salt systems by oxide materials. Emphasized here is the nano-sized TiO2 as a disperse filler. The experimental data shows that the 5,9 V electrochemical window of pure and filled ionic liquid PYR14TFSI with the increased (to 30 %) electrical conductivity is stable. Such windows allow PYR14TFSI filled by nano-sized TiO2 to be used with very strong reducing and oxidizing electrode agents, yielding high cell voltage. Additionally, we consider various models for the disperse filling effect and discuss this effect on supercooling and glass transition.

Publication year: 
2011
Issue: 
3
УДК: 
546.882
С. 123—128. Іл. 2. Табл. 1. Бібліогр.: 24 назви.
References: 

1. Cathode material for solid state ionics: Pat. 3713897 US. / C.C. Liang. — 1973.
2. Liang C.C. Conduction characteristics of the Lithium Iodide—Aluminium Oxide Solid electrolytes // J. Electrochem. Soc. — 1973. — 120, N 3. — P. 1289—1295.
3. Jow T., Wagner J.B. The Effect of Dispersed Alumina Particles on the Electrical Conductivity of Cuprous Chloride // Ibid. — 1979. — 126, N 11. — P. 1963—1972.
4. Shahi K., Wagner J.B. Enhanced electrical transport in multiphase systems // Solid State Ionics. — 1981. — 3-4. — P. 295—299.
5. Effect of morphology and particle size on the ionic conductivites of composite solid electrolytes / N. Uvarov, V. Iusupov, V. Sharama, K. Shukla // Ibid. — 1992. — 51. — P. 41—52.
6. Chandra S. Super Ionic Solids. Principles and Application. — Amsterdam: North Holland, 1981. — 176 p.
7. Lasker A.A., Chandra S. Super Ionic Solids and Solid Electrolytes. — N.Y.: Recent Trends, 1989. — 96 p.
8. Синтез та властивості нанорозмірного діоксиду титану як дисперсного наповнювача сольових систем /
В.І. Лисін, В.Г. Хоменко, О.І. Мілованова, І.В. Коваленко // Вісник Київського нац. ун-ту технологій та дизайну: Зб. наук. праць. — 2010. — № 4. — С. 135—141.
9. Shahi K., Wagner J.B. Ionic Conductivity and Thermoelectric Power of Pure and Al2O3-Dispersed AgI // J. Electrochem. Soc. — 1981. — 128, N 1. — P. 6—13.
10. Poulsen F.W. Transport-Structure Relation in Fast Ion and Mixed Conductor. — Roskilde: Riso National Lab., 1985. — 67 p. 1/T скл 1/T ln.
11. Nagarch R.K., Kumar R., Agrawal R.C. Transport property and structural characterization studies on (1 — x)[0,75 AgI:0,25AgCl]:xTiO2 conducting composite electrolyte system // J. Non-Crystalline Solids. — 2006. — 352. — P. 450—457.
12. Fecht Н.-J. Nanostructure formation by mechanical attrition // Nanostruct. Mater. — 1995. — 6, N 1-4. — P. 33— 42.
13. Oxygen ion conduction in ternary zirconia mixtures: Effect of SrO on MgS / F.W. Poulsen, J.B. Bilde- Sшrensen, K. Ghanbari-Ahari G.G. Knab // Solid State Ionics. — 1990. — 40. — P. 947—951.
14. The “Filler—effect” in organic plastic crystals: Enhanced conductivity by the addition of nano-sized TiO2 / J. Adebahr, N. Ciccosillo, J. Shekibi, D.R. MacFarlane // Ibid. — 2006. — 177. — P. 827—831.
15. MacFarlane D.R., Huang J.H., Forsyth M. Lithium-doped plastic crystal electrolytes exhibiting fast ion conduction for secondary batteries // Nature. — 1999. — 402. — P. 792—794.
16. Аlarco P.J., Abu-Lebdeh Y., Ravet N. Armand M. Lithium conducting pyrazolium imides plastic crystals: a new solid state electrolyte matrix // Solid State Ionics. — 2004. — 172, N 1-4. — P. 53—56.
17. Nanocomposite polymer electrolytes for lithium batteries / F. Crose, G.B. Appetechi, L. Persi, B. Scrosati // Nature.— 1998. — 394. — P. 456—459.
18. Appetecсhi G.B., Passerini S. PEO-carbon composite lithium polymer electrolyte // Electrochim. Acta. — 2000. — 45, N 13. — P. 2139—2145.
19. New lithium-based polyethylene oxide-glass solid electrolytes / P. Musterelli, E. Quartarone, C. Tomasi, A. Magistris б// Solid State Ionics. — 1996. — 86. — P. 347—351.
20. The effect of Disperse filling by Nano-sized TiO2 of Salt Systems / V.I. Lisin, I.V. Kovalenko, V.V. Khomenko, O.I. Milovanova // Int. Symposium devoted to the 80th anniversary of Academician O.O. Chuiko. “Modern Problems of Surface Chemistry and Phisics”, 18—21 May 2010. — K.: National Academy of Sciences of Ukraine, 2010. — P. 197—198.
21. Xенней М.В. Химия твердого телa. — М.: Мир, 1971. — 220 с.
22. Коваленко І.В. Синтез та фізико-хімічні властивості нанодисперсних оксидів титану, стануму, танталу: Автореф. дис. … канд. хім. наук. — К., 2009. — 127 c.
23. Косов Ю.В. Физико-химические свойства переохлаждающихся солевых расплавов, содержащих карбоксилат, тиоцианат и нитрат-ионы: Автореф. дисс. канд. хим. наук. — К., 1989. — 132 с.
24. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. — М.: Изд. АН СССР, 1945. — 424 с.

AttachmentSize
2011-3-19.pdf266.49 KB

Тематичні розділи журналу

,