Халькопірит як природний мінерал-господар для Lі⁺-інтеркаляційного струмоутворення

Abstract

Експериментально обґрунтована можливість безпосереднього застосування природного мінералу халькопіриту (CuFeS₂) для ефективного Li⁺-інтеркаляційного струмоутворення. Проаналізовано залежності зміни енергії Гіббса та кінетичних параметрів реакції інтеркалювання від ступеня «гостьового» літієвого навантаження. Показано, що відмінною особливістю літій-інтеркаляційного струмоутворення в дослідженому мінералі є та, що зі збільшенням вмісту літію в структурі CuFeS₂ кінетичні параметри — опір стадії перенесення заряду і дифузійний опір — суттєво зменшуються, що забезпечує високу потужнісну спроможність катодів літієвого джерела струму впродовж всього розряду.

Экспериментально обоснована возможность непосредственного применения природного минерала халькопирита (CuFeS₂) для эффективного Li⁺-интеркаляционного токообразования. Проанализированы зависимости изменения энергии Гиббса и кинетических параметров реакции интеркалирования от степени «гостевой» литиевой нагрузки. Показано, что отличительной особенностью литий-интеркаляционного токообразования в исследованном минерале является то, что с увеличением содержания лития в структуре CuFeS₂ кинетические параметры — сопротивление стадии переноса заряда и диффузионное сопротивление — существенно уменьшаются, что обеспечивает высокую мощностную способность катодов литиевого источника тока в течение всего разряда.

The possibility of direct application of natural mineral chalcopyrite (CuFeS₂) for efficient Li⁺- intercalated current formation has been experimentally proved. The dependences of the Gibbs energy and the kinetic parameters of the intercalation reaction on the degree of «guest» lithium loading have been analyzed. It is shown that the distinguishing feature of lithium intercalated current formation in studied mineral is that, with increasing lithium content in the structure of CuFeS₂, kinetic parameters such as stage charge transfer resistance and diffusion resistance are significantly reduced, providing high capacity of cathode in lithium power source throughout the discharge.