Výzkum interkalačních vlastností elektrodových materiálů založených na expandovaném grafitu

Abstract

Diplomová práce se zabývá problematikou elektrochemických článků a detailně se věnuje především lithium-iontovým akumulátorům. V práci je popsána historie vývoje lithium-iontových akumulátorů, základní informace o lithiu a základní druhy elektrochemických článků. Práce se detailně věnuje popisu charakteristických vlastností a operačnímu principu lithium-iontových akumulátorů s důrazem na zápornou elektrodu a záporné elektrodové materiály. Ze záporných elektrodových materiálů jsou zde popsány jak nejpoužívanější grafitové, tak i moderní materiály s velkým potenciálem do budoucna. V měřících metodách práce popisuje metody CV, GCPL a EIS. Velký důraz je kladen na vysvětlení principu funkce elektrochemické impedanční spektroskopie a její aplikace při měření elektrochemických vlastností materiálů používaných v lithium-iontových akumulátorech. Je zde také popsán postup výpočtu difúzních koeficientů pomocí výsledků elektrochemické impedanční spektroskopie. V praktické části jsou použity dvě metody pro výpočet difúzních koeficientů lithiových iontů do záporné elektrody z expandovaného vločkového grafitu pomocí výsledků série elektrochemických měření.The diploma thesis deals with the issue of electrochemical cells and deals in detail with lithium-ion batteries. The thesis describes the history of development of lithium-ion batteries, basic information about lithium and basic types of electrochemical cells. The work is devoted in detail to the description of characteristics and operating principle of lithium-ion batteries with emphasis on the negative electrode and negative electrode materials. Of the negative electrode materials, both the most widely used material graphite and modern materials with a great potential for the future are described. In the measurement methods the work describes methods CV, GCPL and EIS. Great emphasis is placed on the explanation of the principle of the function of electrochemical impedance spectroscopy and its application in measurement of electrochemical properties of materials used in lithium-ion batteries. There is also described the procedure of calculation of diffusion coefficients using the results of electrochemical impedance spectroscopy. In the practical part, two methods are used to calculate the diffusion coefficients of lithium ions into the negative electrode made of expanded flake graphite using the results of a series of electrochemical measurements.