| Наряду с титанатами и другими системами с незначительным изменением параметров кристаллической решетки при введении в нее лития, смешанный фосфат железа и лития является одним из наиболее перспективных материалов для изготовления катодов следующего поколения литий-ионных аккумуляторов, которые будут использоваться в гибридных автомобилях и электромобилях. Процесс интеркаляции/деинтеркаляция лития происходит фактически за счет реакции с участием отдельных фаз (не обладающих широкой областью твердых растворов), по составу близких к LiFePO4 и FePO4. При этом параметры решётки практически не изменяются, что крайне важно при создании подобного рода электродов. Обе фазы обладают низкой электронной проводимостью, а это уже является серьезной помехой для анализа механизма интеркаляции на микроуровне. Разобраться в этой сложной ситуации попытались французские учёные, которые предложили каскадную модель интеркаляции/деинтеркаляции лития в фосфат железа. После обобщения множества данных было сделано несколько важных выводов. Во-первых, данные электронной микроскопии и рентгенофазового анализа показали (рис.1-2), что в системе одновременно сосуществуют полностью интеркалированные частицы и полностью деинтеркалированные индивидуальные частицы. Во-вторых, литий может входить в структуру и выходить из неё фактически только вдоль оси b (рис.3). В-третьих, в местах контакта фаз LiFePO4 и FePO4 образуется достаточно узкий зазор (дезориентированная зона), в которой возможно движение как ионов лития, так и электронов; при этом сами фазы обладают низкой ионной и электронной проводимостью (рис.4). На рисунке 5 представлена схема каскадной модели интеркаляции/деинтеркаляции. Стоит отметить, что рост одной фазы внутри частиц другой происходит очень быстро. Добавление некоторого количества ультрадисперсной сажи позволяет снизить омическое сопротивление образцов и улучшить их электрохимическое поведение. Для данного модельного представления требуются частицы с очень малой концентрацией структурных дефектов, так как они влияют на движение фронта интеркаляции/деинтеркаляции. Учёные надеются, что подобную модель можно будет применять и для новых композитных материалов, которые будут разрабатываться для применения в качестве электродов.
Источник: http://www.nanometer.ru/2008/12/14/hrtem_54921.html# | 
