Электрохимические характеристики наноструктур на основе германия при внедрении/экстракции лития и натрия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Кудряшова Юлия Олеговна

• Кудряшова Юлия Олеговна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Кудряшова Юлия Олеговна

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Литий-ионные и натрий-ионные аккумуляторы

1.2 Применение германия в отрицательных электродах. Наноструктуры германия

1.3. Особенности внедрения лития и натрия. Роль добавок в электролит. Влияние температуры на электрохимическое поведение лития и натрия при внедрении в германий

1.4. Электрохимические системы с использованием германия

1.5 Выводы из литературного обзора

Глава 2 Экспериментальная часть

2.1 Изготовление электродов

2.1.1. Методика формирования наноструктур германия

2.1.2 Методика изготовления катодов литий-ионных аккумуляторов

2.1.3 Методика изготовления катодов натрий-ионных аккумуляторов

2.1.4. Методика изготовления катодов для призматических макетов аккумуляторов

2.2 Физико-химические методы характеризации наноструктур германия

2.2.1 Электронная микроскопия

2.2.2 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

2.2.3 Электронно-дифракционный анализ

2.2.4 Инфракрасная спектроскопия

2.3 Электрохимические методы исследования

Глава 3 Обратимое взаимодействие лития с нитевидными наноструктурами германия

3.1 Исследование морфологии и элементного состава нитевидных наноструктур

германия

3.2 Потенциодинамические исследования нитевидных наноструктур германия при температуре 20 °С

3.3 Гальваностатические исследования нитевидных наноструктур германия при температуре 20 °С

3.4 Электрохимические исследования нитевиднных наноструктур германия при отрицательных температурах

3.5 Импедансные исследования взаимодействия лития с нитевидными наноструктурами германия

3.5.1 Импедансные измерения при температуре 20 °С

3.5.2 Импедансные измерения при отрицательных температурах

3.6 Исследование нитевидных наноструктур германия методом гальваностатического прерывистого титрования

Выводы по главе

Глава 4 Обратимое взаимодействие натрия с глобулярными наноструктурами германия в гальваностатическом и потенциодинамическом режимах

4.1 Исследование морфологии и элементного состава

4.2.1 Циклическая вольтамперометрия германиевых наноструктур при взаимодействии с натрием

4.2.2 Гальваностатическое циклирование германиевых наноструктур при взаимодействии с натрием

4.2.3 Импедансные исследования глобулярных наноструктур германия при взаимодействии с натрием

Выводы по главе

Глава 5 Повышение стабильности циклирования и уменьшение необратимой ёмкости нитевидных и глобулярных наноструктур германия

5.1 Влияние добавки виниленкарбоната в литийсодержащем электролите на

характеристики нитевидных нанокристаллов германия

5.2 Влияние добавки виниленкарбоната на характеристики глобулярных нанокристаллов германия в натрийсодержащем электролите

Выводы по главе

Глава 6 Разработка новых электрохимических систем для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов с анодами на основе наноструктур германия

6.1 Новая электрохимическая система «LiNi0.8Co0л5Al0.05O2 -Ge»

для литий-ионного аккумулятора

6.2 Новая электрохимическая система «NaFe0.5Mn0.5PO4 - Ge» для натрий-ионного аккумулятора

Выводы по главе

Список литературы

Список сокращений и условных обозначений

ВК - виниленкарбонат ПК - пропиленкарбонат ДМЭ - диметоксиэтан ЭК - этиленкарбонат NMC - LiNixCoyMnzO2 NCA - LiNi0.8Co0.15Al0.05O2

SEI - solid electrolyte interphase (твердоэлектролитная/пассивная плёнка)

CVD - chemical vapor déposition (химическое осаждение из паровой фазы)

ННК Ge - нитевидные нанокристаллы германия

PVDF - поливинилиденфторид

NMP - N-метилпирролидон

NMFP - NaMn0.5Fe0.5PO4

EDAX - энерго-дисперсионный анализ

SAED - selected area électron diffraction (метод дифракции электронов на ограниченном участке образца)

ИК - инфракрасная спектроскопия

РЭМ - растровая электронная микроскопия

ПРЭМ - просвечивающая растровая электронная микроскопия

GITT - Galvanostatic Intermittent Titration Technique (метод гальваностатического прерывистого титрования)

ГНК Ge - глобулярные нанокристаллы германия

ГЦК - гранецентрированная кубическая кристаллическая решетка

ВРЭМ - электронная микроскопия высокого разрешения

ДМАА - диметилацетамид

ЦВА - циклическая вольтамперометрия

КР - спектроскопия комбинационного рассеяния света

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрохимические характеристики наноструктур на основе германия при внедрении/экстракции лития и натрия»

Введение

В настоящее время наиболее распространёнными источниками питания практически для всех портативных электронных устройств, включая сотовые телефоны, смартфоны, ноутбуки, видеокамеры и т.п. являются литий-ионные аккумуляторы. Такие аккумуляторы широко используются также в электротранспорте и в системах хранения энергии. Литий-ионные аккумуляторы работоспособны при температурах от 0 до +50 °С. Хотя иногда в качестве нижней температуры работоспособности производители указывают значение -20 °С, они не уточняют, что при этом энергоёмкость аккумуляторов не превышает 10% от энергии, отдаваемой при комнатной температуре. Большинство коммерческих литий-ионных аккумуляторов основано на традиционной электрохимической системе с отрицательным электродом (анодом) из графита, который, согласно имеющимся данным, и ответственен за снижение работоспособности при низких температурах.

В последнее десятилетие активно развиваются работы по созданию аккумуляторов так называемой «пост-литий-ионной» эры, среди которых главное место занимают натрий-ионные аккумуляторы, имеющие несомненные экономические преимущества перед литий-ионными аналогами. Тем не менее, при разработке натрий-ионных аккумуляторов проблема отрицательного электрода с улучшенными характеристиками также представляется насущной.

Привлекательным материалом отрицательного электрода как литий-ионных, так и натрий-ионных аккумуляторов является германий, интерес к которому значительно вырос в последнее время. Теоретическая удельная ёмкость электродов на основе германия при внедрении/экстракции ионов лития и натрия составляет 1624 (Li22Ge5) и 1100 (Na3Ge) мАч/г соответственно, и в этом отношении германий ступает только кремнию. Однако в сравнении с кремнием германий обладает более высокой проводимостью и более высоким коэффициентом диффузии лития. По ряду принципиальных причин, стабильные электроды на основе германия должны быть изготовлены из наноматериалов. Немаловажным фактором является также наличие месторождений германия на территории Российской Федерации. Именно

поэтому оптимизация процессов синтеза, а также физико-химическая и электрохимическая характеризация анодных материалов на основе наноструктур германия является актуальной проблемой.

Целью настоящей работы является разработка новых высокоёмких и стабильных анодных материалов на основе наноструктур германия для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать электрохимические процессы, протекающие при внедрении/экстракции лития и натрия в наноструктуры германия в широком диапазоне температур (от -50 до + 20 °С).

2. Оценить кинетические параметры процессов внедрения/экстракции лития и натрия в наноструктуры германия.

3. Разработать способ снижения необратимой ёмкости и увеличения стабильности при циклировании электродов на основе наноструктур германия при внедрении/экстракции лития и натрия.

4. Разработать новые электрохимические системы для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов с отрицательным электродом на основе наноструктур германия.

Объектами исследования являлись нитевидные и глобулярные наноструктуры германия. Научная новизна:

1. Впервые определена количественная зависимость обратимой ёмкости наноструктур германия от плотности тока и температуры при внедрении/экстракции лития и натрия.

2. Показано, что добавка 2 масс. % виниленкарбоната (ВК) в электролиты 1M LiCЮ4 в смеси пропиленкарбоната с диметоксиэтаном (ПК-ДМЭ; 7:3) и 1M NaCЮ4 в смеси этиленкарбоната с пропиленкарбонатом (ЭК-ПК; 1:1) приводит к уменьшению необратимой ёмкости на первом формировочном

цикле, а также к существенным снижению деградации при циклировании отрицательных электродов на основе наноструктур германия.

3. Впервые определены эффективные коэффициенты диффузии лития и натрия при их внедрении/экстракции в наноструктуры германия.

4. Разработаны новые электрохимические системы с отрицательными электродами на основе наноструктур германия для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов.

Теоретическая и практическая значимость работы

Фундаментальные исследования физико-химическими и

электрохимическими методами синтезированных наноструктур германия при их взаимодействии с литием и натрием позволили обнаружить взаимосвязь между морфологией и структурой синтезированных наноструктур германия и их способностью образовывать сплавы с литием и натрием. Кроме того, использованный в работе метод электрохимического синтеза наноструктур германия из водных растворов оксида германия способствует удешевлению производства германиевых электродов по сравнению с методами их изготовления путем вакуумных распылительных технологий.

Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что на их основании возможно дальнейшее развитие металл-ионных аккумуляторов для решения проблемы повышения удельной энергоёмкости аккумуляторов, снижения их стоимости и увеличения работоспособности при отрицательных температурах. Достоверность и обоснованность результатов

Достоверность результатов диссертации обеспечивается тщательной разработкой экспериментальных методик, использованием комплекса современных приборов для физико-химических и электрохимических исследований, а также воспроизводимостью результатов параллельных измерений. Кроме того, результаты, полученные в работе, согласуются с имеющимися сопоставимыми литературными данными.

Положения, выносимые на защиту:

1. Нитевидные наноструктуры германия, синтезированные из водного раствора GeO2 в гальваностатическом режиме, способны к обратимому внедрению лития в апротонном электролите при плотностях тока до 24С (1С=1600 мА/г) и температурах от +20 до -50 оС.

2. Глобулярные наноструктуры германия, полученные электрохимическим осаждением из водного раствора GeO2 в потенциостатическом режиме, способны к обратимому внедрению натрия в апротонном электролите при плотностях тока до 4С (1С=1100 мА/г) и температуре +20 оС.

3. Добавление 2 масс. % виниленкарбоната к электролитам на основе пропиленкарбоната приводит к снижению необратимой ёмкости, увеличению обратимой ёмкости и снижению деградации при циклировании электродов на основе наноструктур германия.

4. Удельная энергоёмкость макета литий-ионного аккумулятора разработанной электрохимической системы «LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 - Ge» с электролитом на основе пропиленкарбоната составляет около 500 Втч/кг (в расчете на массу активных веществ) при комнатной температуре и токе 1С. Макет аккумулятора работоспособен при пониженных температурах до минус 50 °С.

5. Удельная энергоёмкость макета натрий-ионного аккумулятора разработанной электрохимической системы «NaFe0.5Mn0.5PO4 - Ge» с электролитом на основе пропиленкарбоната составляет около 210 Втч/кг (в расчете на массу активных веществ) при комнатной температуре и токе 0.1С.

Апробация результатов.

Результаты диссертационной работы были представлены на следующих

конференциях:

1. XIV Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия - 2019», г. Москва, 2019. 3 место в конкурсе за лучший устный доклад).

2. 7th Regional Symposium on Electrochemistry - South East Europe. Croatia, 2019.

3. XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, г. Санкт-Петербург, 2019.

4. XVI Международная конференция «Актуальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах», г. Уфа, 2021.

5. IX Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения Я.А. Угая «ФАГРАН-2021», г. Воронеж, 2021.

6. XVI Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия - 2021», г. Москва, 2021.

7. XXV Всероссийская конференция молодых ученых-химиков (с международным участием), г. Нижний Новгород, 2022. Диплом II степени в конкурсе за лучший устный доклад.

8. IV Байкальский материаловедческий форум (БМФ - 2022), г. Улан-Удэ, 2022.

9. XVII Международная конференция «Актуальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах», г. Москва, 2022.

10. XVII Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия - 2022», г. Москва, 2022.

11. Международная научно-техническая конференция «Современные электрохимические технологии и оборудование - 2023», Республика Беларусь, 2023.

12. VI Международная научно-практическая конференция «Теория и практика современных электрохимических производств», г. Санкт-Петербург, 2023;

13. Электрохимия-2023: Всероссийская конференция по электрохимии с международным участием, г. Москва, 2023.

14. XVIII Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия - 2023», г. Москва, 2023. Премия имени академика АН СССР А.Н. Фрумкина.

15. Третья Всероссийская конференция «Электрохимия в распределенной и атомной энергетике», пос. Эльбрус, Кабардино-Балкарская республика, 2024.

16. XXII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, пгт. Сириус, 2024.

17. XIX Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия - 2025», г. Москва, 2025. 2 место в конкурсе за лучший устный доклад.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Kulova T.L., Gavrilin I.M., Kudryashova Y.O., Skundin A.M. A LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/Ge electrochemical system for lithium-ion batteries // Mendeleev Communications. - 2020. - V. 30. - P. 775-776.

2. Vedenyapina M.D., Kulova T.L., Kudryashova Yu O., Skundin A.M., Malyshev O.R., Glukhov L.M Interaction between Sodium and Dimethylacetamide As the Cause of Instability in the Operation of a Sodium-ion Battery // Journal of Physical Chemistry A. - 2020. - V. 94. - No. 6. - P. 1276-1279.

3. Gavrilin I.M., Kudryashova Yu.O., Kulova T.L., Skundin A.M., Gavrilov S.A. The effect of growth temperature on the process of insertion/extraction of sodium into germanium nanowires formed by electrodeposition using indium nanoparticles // Materials Letters. - 2021. - V. 287. - No. 129303.

4. Gavrilin I.M., Kudryashova Yu.O., Kuz'mina A.A., Kulova T.L., Skundin A.M., Emets V.V., Volkov R.L., Dronov A.A., Borgardt N.I., Gavrilov S.A. High-rate and low-temperature performance of germanium nanowires anode for lithium-ion batteries // Journal of Electroanalytical Chemistry. - 2021. - Vol. 888. - No. 115209.

5. Kulova T.L., Gavrilin I.M., Kudryashova Yu.O., Skundin A.M. and Gavrilov S.A. Cyclability enhancement and decreasing the irreversible capacity of anodes based on germanium nanowires for lithium-ion batteries // Mendeleev Communications. -2021. - V. 31. - No. 6. - P. 842-843.

6. Lebedev E.A., Gavrilin I.M., Kudryashova Yu.O., Martynova I.K., Volkov R.L., Kulova T.L., Skundin A.M., Borgardt N.I., Gavrilov S.A. Effect of Vinylene Carbonate Electrolyte Additive on theProcess of Insertion/Extraction of Na into Ge Microrods Formed by Electrodeposition // Batteries. - 2022. -V. 8. - No. 9. - No. 109.

7. Kudryashova Yu.O., Gavrilin I.M., Kulova T.L., Novikova S.A., Skundin A.M.

NaFe0.5Mn0.5PO4-Ge electrochemical system for sodium-ion batteries. // Mendeleev Communications. - 2023. - V. 33. -No. 3. - P. 318-319. Патенты:

В ходе выполнения работы были получены патенты РФ на изобретения:

1. Анод литий-ионного аккумулятора для работы при пониженных температурах и способ его изготовления. Авторы: Кулова Татьяна Львовна, Кудряшова Юлия Олеговна, Гаврилин Илья Михайлович, Скундин Александр Мордухаевич, Гаврилов Сергей Александрович. № 2743576, от 20 февраля 2021 г.

2. Анод натрий-ионного аккумулятора и способ его изготовления. Авторы: Кулова Татьяна Львовна, Кудряшова Юлия Олеговна, Гаврилин Илья Михайлович, Скундин Александр Мордухаевич, Гаврилов Сергей Александрович, Андреев Владимир Николаевич. № 2761861 от 13 декабря 2021 г.

Связь работы с научными программами.

Работа выполнена в рамках гранта Российского Научного Фонда № 20-7910372 «Разработка научных основ создания литий-ионного аккумулятора с анодом на основе нитевидных нанокристаллов германия для работы в условиях холодного климата» (https://rscf.ru/en/project/20-79-10312/) и Государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Личный вклад автора

Личный вклад автора состоит в следующем: постановка цели и задач работы, определение объектов исследования, разработка планов эксперимента совместно с научным руководителем; проведение экспериментальных исследований с использованием электрохимических методов; участие в выполнении физико-химических исследований (сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия, рентгено-структурный, электронно-дифракционный и энергодисперсионный анализы, инфракрасная и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, а также спектроскопия комбинационного рассеяния) совместно с

сотрудниками МИЭТ и ИОХ РАН; анализ и систематизация полученных результатов, а также участие в подготовке публикаций.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.х.н., доценту Куловой Татьяне Львовне за определение общего направления исследования, обучение всем методам исследования, помощь в интерпретации результатов, постоянное внимание и поддержку на протяжении всей работы. Автор особенно благодарит д.х.н., профессора Скундина Александра Мордухаевича за тщательное рассмотрение диссертационной работы, ценные замечания и помощь на всех этапах ее написания. Автор выражает глубокую признательность к.х.н. Гаврилину Илье Михайловичу за подготовку анодных материалов и обсуждение результатов их исследования, Ли Сергею Андреевичу за помощь в проведении измерений методом GITT и обработку полученных данных, а также весь коллектив лаборатории процессов в химических источниках тока за дружескую поддержку и создание комфортной рабочей обстановки.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и списка литературы. Объем работы составляет 145 страниц, включая 70 рисунков и 8 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 168 источников.

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Литий-ионные и натрий-ионные аккумуляторы

Современную жизнь нельзя представить без литий-ионных аккумуляторов. Они практически вытеснили аккумуляторы всех других типов (свинцовые, никель-кадмиевые, серебряно-цинковые, никель-металлгидридные), которые обеспечивали автономное электроснабжение в 20 веке. Исключение составляют, пожалуй, батареи стартерных аккумуляторов, до сих пор используемые во всех автомобилях с двигателями внутреннего сгорания. Важность литий-ионных аккумуляторов для цивилизации подчеркивается фактом присуждения Нобелевской премии по химии 2019 года. Создание индустрии литий-ионных аккумуляторов произвело научно-техническую революцию на рубеже второго и третьего тысячелетий. Литий-ионные аккумуляторы обусловили развитие современной мобильной связи, функционирование современных мобильных компьютеров и таким образом вступление в цифровую эпоху. С появлением литий-ионных аккумуляторов изменился характер многих приборов и устройств медицинского назначения, в том числе долговременных имплантируемых устройств. В первой четверти нынешнего века литий-ионные аккумуляторы стали основой электротранспорта. Кроме того, крупномасштабные батареи литий -ионных аккумуляторов, как накопители электроэнергии, обеспечивают развитие нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии, а также развитие интеллектуальных электросетей. Таким образом, литий-ионные аккумуляторы способствуют решению острой экологической проблемы современности -уменьшению выбросов диоксида углерода в атмосферу.

В литий-ионных аккумуляторах реализовалось давнее стремление учёных создать источник тока с максимально сильным окислителем и максимально сильным восстановителем. Из фундаментальных положений электрохимии следует, что именно такая комбинация участников токообразующей реакции может обеспечить максимальные значения удельной энергии и удельной мощности

источника тока. В первых вариантах литий-ионных аккумуляторов в качестве активного материала положительного электрода использовался литированный оксид кобальта LiCoO2. В качестве отрицательного электрода в тех вариантах использовался графит, который при катодной поляризации в растворе соли лития образовывал интеркаляционные соединения (соединения внедрения) лития с графитом. Таким образом, при заряде первых вариантов литий-ионных аккумуляторов на положительном электроде проходил процесс

LiCoO2 + хе ^ Lil_xCoO2 + xLi+ (1.1)

а на отрицательном электроде процесс

C + yLi+ + ye ^ LiyC (1.2)

По причинам фундаментального характера индекс х для LiCoO2 не может быть больше а индекс у не может быть больше 1/6.

Потенциал литированного углерода (интеркалята) близок к потенциалу литиевого электрода (иными словами, активность лития в интеркаляте близка к активности металлического лития), поэтому в такой электрохимической системе невозможно использование водных электролитов. В качестве электролитов в литий-ионных аккумуляторах используют растворы солей лития (гексафторфосфата, тетрафторбората, перхлората, трифлата и др.) в апротонных растворителях. Обычно такие растворители представляют собой смесь веществ, обладающих высокой диэлектрической проницаемостью, то есть способностью растворять соли с ионной связью (этиленкарбонат, пропиленкарбонат и др.), и веществ, характеризующихся низкой вязкостью (диметилкарбонат, диэтилкарбонат, метилэтилкарбонат).

Впоследствии предлагалось много других активных материалов для электродов. Наиболее востребованными сейчас являются многокомпонентные слоистые оксиды общей формулы LiNixCoyMnzO2 (NMC) и LiNi0.8Co0.15Al0.05O2

(КСА), а также полианионные соединения, в частности, феррофосфат лития ЫБеР04. Кроме того, большое распространение получили твёрдые полимерные электролиты.

Примерно 15 лет назад стал широко обсуждаться вопрос об ограниченности мировых запасов лития, и соответственно, о возможности замены литий-ионных аккумуляторов на изделия из более доступного сырья. Поэтому очень возрос интерес к натрий-ионным аккумуляторам. Вначале казалось, что простая замена литийсодержащих активных материалов положительного электрода и электролитных солей на натрийсодержащие аналоги сделает такой переход очень простым. Оказалось, однако, что создание эффективных натрий-ионных аккумуляторов сталкивается с рядом фундаментальных проблем, решение которых составляет предмет многочисленных современных исследований.

1.2 Применение германия в отрицательных электродах. Наноструктуры

германия

Как уже отмечалось в разделе 1.1, в подавляющем большинстве современных коммерческих литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов отрицательные электроды изготавливаются из углеродных материалов. Такие материалы, хотя в основном, и удовлетворяют предъявляемым требованиям, но всё -таки характеризуются определёнными недостатками, в частности, ограниченной теоретической интеркаляционной ёмкостью (372 мАч/г для графита и около 370 мАч/г для твёрдого углерода) и практически неработоспособностью при отрицательных температурах. Известно, что другие элементы 4-й группы Периодической таблицы (кремний, германий, олово) обладают гораздо более высокими значениями интеркаляционной ёмкости. В частности, кремний способен образовывать соединения с литием состава Ы4431 (что соответствует теоретической удельной ёмкости 4200 мА ч/г) при повышенных температурах и Ыз.7581 (что соответствует ёмкости 3580 мАч/г) при комнатной температуре. Именно поэтому в последнее время опубликовано необычайно много работ, посвящённых применению кремния в отрицательных электродах литий-ионных аккумуляторов.

Интерес к германию в этом отношении существенно меньше, но всё -таки, список публикаций по использованию германия в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах насчитывает не одну сотню ссылок, в том числе, несколько обзоров (напр., [1-17]).

Впервые о возможности использования германия в качестве отрицательного электрода в литий-ионных аккумуляторах сообщалось в 2004 г. [18]. Возможность использования германия в натрий-ионных аккумуляторах была показана в 2013 г.

[19].

Судя по диаграммам состояния [20] и по результатам расчётов из первых принципов [21], литий может образовывать с германием интерметаллические соединения составов от LiGe до Li22Ge5 (Li4.4Ge). Последнее соединение соответствует удельной ёмкости германия по внедрению лития 162 4 мАч/г (атомная масса германия равна 72.63 г/моль). Для наиболее популярного состава Li15Ge4 теоретическая удельная ёмкость составляет 1384 мА ч/г. По этому показателю германий более чем вдвое уступает кремнию. При сравнении волюмометрической удельной ёмкости германия и кремния это различие становится намного меньше. Удельная волюмометрическая ёмкость германия и кремния при внедрении лития составляет 7366 мАч/см3 для Li15Ge4 и 8334 мАч/см3 для Li15Si4. (плотность кремния и германия равна, соответственно, 2.3 и 5.3 г/см3). Что касается внедрения натрия в германий, то согласно термодинамическим расчетам из первых принципов [22] интерметаллид с максимальным содержанием натрия имеет состав Ка^е, что соответствует теоретической удельной ёмкости 1106.8 мАч/г и 5866 мАч/см3.

Уступая кремнию по теоретической удельной ёмкости, германий имеет определённые эксплуатационные преимущества. Благодаря тому, что ширина запрещённой зоны германия (~0.6 эВ) существенно меньше, чем у кремния (1.12 эВ), германий имеет намного более высокую электронную проводимость, чем кремний [23]. Коэффициент диффузии лития в германии при комнатной температуре на 2.5 порядка превышает коэффициент диффузии лития в кремнии [24, 25], и что очень важно, коэффициент диффузии лития в германии практически

не зависит от степени литирования, тогда как в кремнии он меняется на 5 порядков при переходе от Lio.isSi к Li3.7sSi [25].

При сплавлении металла с другим металлом, имеющим меньшую плотность, неминуемо происходит увеличение удельного объёма. Если бы сплав Li 15Ge4 был идеальным твёрдым раствором, то его удельный объём составлял бы 0.669 см 3/г, что в 3.54 раза больше, чем удельный объём германия. За счёт неидеальности сплава Li15Ge4 (т.е. за счёт сильного взаимодействия компонентов) увеличение удельного объёма реального сплава составляет не 354, а 246 % [26], что весьма ощутимо. При периодическом литировании/делитировании происходят периодические изменения внутренних напряжений в германии, что приводит к его разрушению и отслоению от токоотвода или, по крайней мере, к возрастанию контактного сопротивления. Разрушение (растрескивание) электрода сопровождается появлением свежей поверхности германия, на которой мгновенно образуются продукты взаимодействия с электролитом (так называемой SEI - solid electrolyte interphase), причём этот слой также периодически разрушается при циклировании. Важным преимуществом германия перед кремнием является то обстоятельство, что расширение германия при литировании происходит изотропно, а расширение кремния анизотропно [27, 28], поэтому ущерб для германия оказывается намного меньше, чем для кремния. Общепринятым приёмом борьбы с разрушениями при циклировании является использование наноструктур. К настоящему времени описано множество разнообразных наноструктур германия применительно к отрицательным электродам литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов, в том числе так называемые OD-структуры (наночастицы), одномерные ID-структуры (нановолокна, нанопроволоки, наностержни, нанотрубки), двумерные 2D-структуры (тонкие плёнки) и 3D-структуры (нанопористые электроды). Очень часто такие наноструктуры используются в составе композитов с углеродом или другими материалами.

Наночастицы германия как таковые относительно редко используются в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах. Благодаря повышенной площади удельной поверхности наночастиц они имеют повышенную поверхностную

энергию и обычно склонны к агрегации. Для предотвращения агрегации предлагалось наносить на поверхность наночастиц хемосорбционные [29] или фазовые [30] покрытия. В то же время, в литературе можно найти и работы по наночастицам германия без всяких защитных покрытий. Так, в работе [31] описан магниетермический синтез кубических наночастиц германия размером около 30 нм (рисунок 1.1). Электроды с такими наночастицами выдержали более 250 циклов с ёмкостью около 1.1 Ач/г.

Рисунок 1.1 - Изображения наночастиц германия в сканирующем (А) и просвечивающем (Б) электронном микроскопе (из [31])

Схожие наночастицы германия в составе композита с восстановленным оксидом графена описаны в [32] (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 — Изображение кубических частиц германия в сканирующем электронном микроскопе при разных увеличениях (из [32])

В работе [33] описаны наночастицы германия, стабильные без поверхностных покрытий, полученные оригинальным методом лазерного пиролиза газовой смеси, содержащей GeH4. В этом случае получались наночастицы

сферической формы (рисунок 1.3). Этот метод позволяет регулировать характерный размер наночастиц. Важно отметить, что в цитируемой работе была количественно оценена зависимость ёмкости наночастиц по внедрению лития и натрия от их характерных размеров. Так, удельная ёмкость электродов с частицами размером 10 нм составила при внедрении лития 1.4 Ач/г при токе С/10, а при стократном увеличении тока снизилась на 15 %. Удельная ёмкость электродов с частицами размером 60 нм составила 1.3 Ач/г и при увеличении тока на два порядка снизилась уже на 73 %. Удельная ёмкость по внедрению натрия была существенно меньше и для частиц размером 10 и 60 нм даже в пятичасовом режиме составила всего 160 и около 30 мАч/г.

Рисунок 1.3 — Наночастицы германия, полученные методом лазерного пиролиза

(из [33])

Представляют интерес полые сферические наночастицы германия. Такие материалы получают, нанося германий на наношарики из ЗЮ2 [34] или 7и0 [35], с последующим вытравливанием ядра. Описаны и другие методы получения полых наносфер германия (напр., магниетермический [36]). Все описанные электроды из полых наносфер германия показывали ёмкость 1.0-1.5 Ач/г.

Помимо сплошных или полых наночастиц германия определённую популярность имеют мезопористые частицы, хотя их характеристики не

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кудряшова Юлия Олеговна, 2025 год

Список литературы

1. Wu X.-L., Guo Y.-G., and Wan L.-J. Rational design materials based on group IVA elements (Si, Ge, and Sn) for lithium-ion batteries // Chem. Asian J. - 2013. - Vol. 8. - Р. 1948-1958.

2. Bogart T. D., Chockla A. M., and Korgel B. A. High capacity lithium ion battery anodes of silicon and germanium // Current Opinion in Chemical Engineering. - 2013. -Vol. 2. — P. 286-293.

3. Liu Y., Zhang S., and Zhu T. Germanium-Based Electrode Materials for Lithium-Ion Batteries // ChemElectroChem. — 2014. — Vol. 1. — P. 706-713.

4. Tian H., Xin F., Wang X., He W., and Han W. High capacity group-IV elements (Si, Ge, Sn) based anodes for Lithium-ion Batteries // J. Materiomics. — 2015. — Vol. 1. — P. 153—169.

5. Hu Z., Zhang S., C. Zhang G. Cui. High performance germanium-based anode materials // Coordination Chemistry Reviews. — 2016. — Vol. 326. — Pp. 34—85.

6. Wu S., Han C., Iocozzia J., Lu M., Ge R. Xu R., and Lin Z. Germanium-Based Nanomaterials for Rechargeable Batteries // Angew. Chem. Int. Ed. — 2016. — Vol. 55.

— P. 7898—7922.

7. Kennedy T., Brandon M., and Ryan K.M. Advances in the Application of Silicon and Germanium Nanowires for High-Performance Lithium-Ion Batteries // Adv. Mater.

— 2016. — Vol. 28. — P. 5696—5704.

8. Qin J. and Cao M. Multidimensional Germanium-Based Materials as Anodes for Lithium-Ion Batteries // Chem. Asian J. — 2016. — Vol. 11. — P. 1169—1181.

9. Li D., Wang H., Zhou T., Zhang W., Liu H. K., and Guo Z. Unique Structural Design and Strategies for Germanium-Based Anode Materials Toward Enhanced Lithium Storage // Adv. Energy Mater. — 2017. — Vol. 7. —No. 1700488.

10. Liu D., Liu Z., Li X., Xie W., Wang Q., Liu Q., Fu Q., and He D. Group IVA Element (Si, Ge, Sn)-Based Alloying/Dealloying Anodes as Negative Electrodes for Full-Cell Lithium-Ion Batteries // Small. — 2017. — Vol. 13. — No. 1702000.

11. Wei W., Xu J., Xu M., Zhang S., and Guo L. Recent progress on Ge oxide anode materials for lithiumion batteries // Sci. China Chem. — 2018. — Vol. 61. — P. 515—525.

12. Hao J., Wang Y., Guo Q., Zhao J., and Li Y. Structural Strategies for Germanium-Based Anode Materials to Enhance Lithium Storage. // Part. Part. Syst. Charact. — 2019. — Vol. 36. — No.1900248.

13. Liang S., Cheng Y.-J., Zhu J., Xia Y., and Muller-Buschbaum P. A Chronicle Review of Nonsilicon (Sn, Sb, Ge)-Based Lithium/Sodium-Ion Battery Alloying Anodes // Small Methods. — 2020. — No. 2000218.

14. Liu X., Wu X.-Y., Chang B., and Wang K.-X. Recent progress on germanium-based anodes for lithium ion batteries: Efficient lithiation strategies and mechanisms // Energy Storage Materials. — 2020. — Vol. 30. — P. 146—169.

15. Loaiza L.C., Monconduit L., and Seznec V. Si and Ge-Based Anode Materials for Li-, Na-, and K-Ion Batteries: A Perspective from Structure to Electrochemical Mechanism // Small. — 2020. — Vol. 16. — No. 1905260.

16. Кулова Т.Л., Скундин А.М. Применение германия в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах (обзор) // Электрохимия. — 2021. — Т. 57. — С. 709-742.

17. Hossain H., Chowdhury M.A., Hossain N., Islam A., Mobarak H. Advances of lithium-ion batteries anode materials. A review // Chemical Engineering Journal Advances. — 2023. — Vol. 16 — No. 100569

18. Graetz J., Ahn C.C., Yazami R., and Fultz B. Nanocrystalline and Thin Film Germanium Electrodes with High Lithium Capacity and High Rate Capabilities // J. Electrochem. Soc. — 2004. — Vol. 151. — P. A698-A702.

19. Baggetto L., Keum J.K., Browning J.F., and Veith G.M. Germanium as negative electrode material for sodium-ion batteries // Electrochem. Comm. — 2013. — Vol. 34. — P. 41—44.

20. Sangster J. and Pelton A.D. The Ge-Li (germanium-lithium) system // J. Phase Equil. — 1997. — Vol. 18. — P. 289.

21. Morris A.J., Grey C.P., and Pickard C.J. Thermodynamically stable lithium silicides and germanides from density functional theory calculations // Phys. Rev. B. — 2014. — Vol. 90. — No. 054111.

22. Wang Y., Wang P., Zhao D., Hu B., Du Y., Xu, H., and Chang K. Thermodynamic description of the Ge-Na and Ge-K systems using the CALPHAD approach supported by first-principles calculations // CALPHAD: Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. — 2012. — Vol. 37. — P. 72—76.

23. Wang D., Chang Y., Wang Q., Cao J., Farmer D. B., Gordon R. G., and Dai H. Surface Chemistry and Electrical Properties of Germanium Nanowires // J. Am. Chem. Soc. — 2004. — Vol. 126. — P. 11602—11611.

24. Fuller C. S. and Severeins, J. C. Mobility of Impurity Ions in Germanium and Silicon // Phys. Rev. — 1954. — Vol. 96. — P. 21—24.

25. Chou C.-Y., and Hwang G.S. On the origin of the significant difference in lithiation behavior between silicon and germanium // J. Power Sources. — 2014. — Vol. 263. — P. 252—258.

26. Liu X.H., Liu Y., Kushima A., Zhang S., Zhu T., Li J., and Huang J.Y. In Situ TEM Experiments of Electrochemical Lithiation and Delithiation of Individual Nanostructures // Adv. Energy Mater. — 2012. — Vol. 2. — P. 722—741.

27. Liu X.H., Huang S., Picraux S.T., Li J., Zhu T., Huang J.Y. Reversible nanopore formation in Ge Nanowires during lithiation-delithiation cycling: an in situ transmission electron microscopy study // Nano Lett. — 2011. — № 11. — Pp. 3991— 3997.

28. Chou C.-Y. and Hwang G.S. On the origin of anisotropic lithiation in crystalline silicon over germanium: A first principles study // Appl. Surf. Sci. — 2014. — Vol. 323. — P. 78—81.

29. Lee H., Kim M.G., Choi C.H., Sun Y.-K., Yoon C.S., and Cho J. Surface-Stabilized Amorphous Germanium Nanoparticles for Lithium-Storage Material // J. Phys. Chem. B. — 2005. — Vol. 109. — P. 20719-20723.

30. Seng K.H., Park M.-H., Guo Z.P., Liu H.K., and Cho J. Self-Assembled Germanium/Carbon Nanostructures as High-Power Anode Material for the Lithium-Ion Battery // Angew. Chem. Int. Ed. — 2012. — Vol. 51. — P. 5657-5661.

31. Wang L., Bao K., Lou Z., Liang G., and Zhou Q. Chemical synthesis of germanium nanoparticles with uniform size as anode materials for lithium ion batteries // Dalton Trans. — 2016. — Vol. 45. — P. 2814-2817.

32. Arro C.R., Mohamed A.T.I., Bensalah N. Impact of Ge content on the electrochemical performance of Germanium Oxide/Germanium/ reduced graphene (GeO2/Ge/r-GO) hybrid composite anodes for lithium-ion batteries // Mater. Today Commun. — 2022. — Vol. 30. — No. 103151.

33. Kim T.-H., Song H.-K., and Kim S. Production of germanium nanoparticles via laser pyrolysis for anode materials of lithium-ion batteries and sodium-ion batteries // Nanotechnology. — 2019. — Vol. 30. — No. 275603.

34. Park M.-H., Kim K., Kim J., and Cho J. Flexible Dimensional Control of High-Capacity Li-Ion-Battery Anodes: From 0D Hollow to 3D Porous Germanium Nanoparticle Assemblies // Adv. Mater. — 2010. — Vol. 22. — P. 415—418.

35. Choi S., Kim J., Choi N.-S., Kim M.G., and Park S. Cost-Effective Scalable Synthesis of Mesoporous Germanium Particles via a Redox-Transmetalation Reaction for High-Performance Energy Storage Devices // ACS Nano. —2015. — Vol. 9. — P. 22032212.

36. Lin N., Li T., Han Y., Zhang Q., Xu T., and Qian Y. Mesoporous Hollow Ge Microspheres Prepared via Molten-Salt Metallothermic Reaction for High-Performance Li-Storage Anode // ACS Appl. Mater. Interfaces. — 2018. — Vol. 10. — P. 8399— 8404.

37. Liu X., Lin N., Cai W., Zhao Y., Zhou J., Liang J., Zhu Y., and Qian Y. Mesoporous germanium nanoparticles synthesized in molten zinc chloride at low temperature as a high-performance anode for lithium-ion batteries // Dalton Transactions. — 2018. — Vol. 47. — P. 7402-7406.

38. Yang L.C., Gao Q.S., Li L., Tang Y., and Wu Y.P. Mesoporous germanium as anode material of high capacity nd good cycling prepared by a mechanochemical reaction // Electrochem. Comm. — 2010. — Vol. 12. — P. 418-421.

39. Klavetter K.C., Wood S.M., Lin Y.M., Snider J.L., Davy N.C., Chockla A.M., Romanovicz D.K., Korgel B.A., Lee J.W., Heller A., and Mullins C.B. A high-rate germanium-particle slurry cast Li-ion anode with high coulombic efficiency and long cycle life // J. Power Sources. — 2013. — Vol. 238. — P. 123-136.

40. Kim C.H., Im H.S., Cho Y.J., Jung C.S., Jang D.M., Myung Y., Kim H.S., Back S.H., Lim Y.R., Lee C.-W., Park J., Song M.S., and Cho W.-I. High-yield gas-phase laser photolysis synthesis of germanium nanocrystals for high-performance photodetectors and lithium ion batteries // J. Phys. Chem. C. — 2012. — Vol. 116. — P. 26190-26196.

41. Liang W., Yang H., Fan F., Liu Y., Liu X.H., Huang J.Y., Zhu T., and Zhang S. Tough Germanium Nanoparticles under Electrochemical Cycling // ACS Nano. — 2013. — Vol. 7. — P. 3427-3433.

42. Weker J.N., Liu N., Misra S., Andrews J.C., Cui Y., and Toney M.F. In situ nanotomography and operando transmission X-ray microscopy of micronsized Ge particles // Energy Environ. Sci. — 2014. — Vol. 7. — P. 2771-2777.

43. Zhou X., Li T., Cui Y., Meyerson M.L., Mullins C.B., Liu Y., and Zhu L. In Situ Focused Ion Beam-Scanning Electron Microscope Study of Crack and Nanopore Formation in Germanium Particle During (De)lithiation // ACS Appl. Energy Mater. — 2019. — Vol. 2. — P. 2441-2446.

44. Chan C.K., Zhang X.F., and Cui Y. High Capacity Li Ion Battery Anodes Using Ge Nanowires // Nano Lett. — 2008. — Vol. 8. — P. 307-309.

45. Farbod B., Cui K., Kupsta M., Kalisvaart W.P., Memarzadeh E., Kohandehghan A., Zahiri B., and Mitlin D. Array geometry dictates electrochemical performance of Ge nanowire lithium ion battery anodes // J. Mater. Chem. A. — 2014. — Vol. 2. — P. 16770-16785.

46. Liu X.H., Huang S., Picraux S.T., Li J., Zhu T., and Huang J.Y. Reversible Nanopore Formation in Ge Nanowires during Lithiation-Delithiation Cycling: An In Situ

Transmission Electron Microscopy Study // Nano Lett. — 2011. — Vol. 11. — P. 39913997.

47. Mullane E., Kennedy T., Geaney H., Dickinson C., and Ryan K.M. Synthesis of Tin Catalyzed Silicon and Germanium Nanowires in a Solvent-Vapor System and Optimization of the Seed/Nanowire Interface for Dual Lithium Cycling // Chem. Mater. — 2013. — Vol. 25. — P. 1816-1822.

48. Kim G.-T., Kennedy T., Brandon M., Geaney H., Ryan K.M., Passerini S., and Appetecchi G.B. Behavior of Germanium and Silicon Nanowire Anodes with Ionic Liquid Electrolytes // ACS Nano. — 2017. — Vol. 11. — P. 5933-5943.

49. Gu M., Yang H., Perea D.E., Zhang J.-G., Zhang S., and Wang C.-M. Bending-Induced Symmetry Breaking of Lithiation in Germanium Nanowires // Nano Lett. — 2014. — Vol. 14. — P. 4622—4627.

50. Pandres E.P., Olson J.Z., Schlenker C.W., Vincent C. and Holmberg V.C. Germanium Nanowire Battery Electrodes with Engineered Surface-Binder Interactions Exhibit Improved Cycle Life and High Energy Density without Fluorinated Additives // ACS Appl. Energy Mater. — 2019. — Vol. 2. — P. 6200-6208.

51. Abel P.R., Lin Y.-M., de Souza T., Chou C.-Y., Gupta A., Goodenough J.B., Hwang G.S., Heller A., and Mullins C.B. Nanocolumnar Germanium Thin Films as a High-Rate Sodium-Ion Battery Anode Material // J. Phys. Chem. C. — 2013. — Vol. 117. — P. 18885—18890.

52. Lu X., Adkins E.R., He Y., Zhong L., Luo L., Mao S.X., Wang C.-M., and Korgel B.A. Germanium as a Sodium Ion Battery Material: In Situ TEM Reveals Fast Sodiation Kinetics with High Capacity // Chem. Mater. — 2016. — Vol. 28. — P. 1236— 1242.

53. Meshgi M.A., Biswas S., McNulty D., O'Dwyer C., Verni G.A., O'Connell J., Davitt F., Letofsky-Papst I., Poelt P., Holmes J.D., and Marschner C. Rapid, Low-Temperature Synthesis of Germanium Nanowires from Oligosilylgermane Precursors // Chem. Mater. — 2017. — Vol. 29. — P. 4351—4360.

54. Silberstein K.E., Lowe M.A., Richards B., Gao J., Hanrath T., and Abruna H.D. Operando X-ray Scattering and Spectroscopic Analysis of Germanium Nanowire Anodes in Lithium Ion Batteries // Langmuir. — 2015. — Vol. 31. — P. 2028—2035.

55. Yuan F.-W., Yang H.-J., and Tuan H.-Y. Alkanethiol-Passivated Ge Nanowires as High-Performance Anode Materials for Lithium-Ion Batteries: The Role of Chemical Surface Functionalization // ACS Nano. — 2012. — Vol. 6. — P. 9932—9942.

56. Carim A.I., Collins S.M., Foley J.M., and Maldonado S. Benchtop Electrochemical Liquid-Liquid-Solid Growth of Nanostructured Crystalline Germanium // J. Am. Chem. Soc. — 2011. — Vol. 133. — P. 13292-13295.

57. Fahrenkrug E., Biehl J., and Maldonado S. Electrochemical Liquid-Liquid-Solid Crystal Growth of Germanium Microwires on Hard and Soft Conductive Substrates at Low Temperature in Aqueous Solution // Chem. Mater. —2015.

— Vol. 27. — P. 3389-3396.

58. Gu J., Collins S.M., Carim A.I., Hao X., Bartlett B.M., and Maldonado S. Template-free preparation of crystalline Ge nanowire film electrodes via an electrochemical liquid-liquid-solid process in water at ambient pressure and temperature for energy storage // Nano Lett. — 2012. — Vol. 12. — P. 4617-4623.

59. Fahrenkrug E., Gu J., Jeon S., Veneman P.A., Goldman R.S., and Maldonado S. Room-Temperature Epitaxial Electrodeposition of Single-Crystalline Germanium Nanowires at the Wafer Scale from an Aqueous Solution // Nano Lett. — 2014. — Vol. 14. — P. 847-852.

60. Mahenderkar N.K., Liu Y.-C., Koza J.A., and Switzer J.A. Electrodeposited Germanium Nanowires // ACS Nano. — 2014. — Vol. 8. — P. 9524-9530.

61. Гаврилин И.М., Громов Д.Г., Дронов А.А., Дубков С.В., Волков Р.Л., Трифонов А.Ю., Боргардт Н.И., Гаврилов С.А. Влияние температуры электролита на процесс катодного осаждения нитевидных наноструктур Ge из водных растворов на частицах In и Sn // Физика и техника полупроводников. —2017. Т. 51.

— С. 1110-1115.

62. Ma L., Fahrenkrug E., Gerber E., Crowe A.J., Venable F., Bartlett B.M., and Maldonado, S. High-Performance Polycrystalline Ge Microwire Film Anodes for Li Ion Batteries // ACS Energy Lett. — 2017. — Vol. 2. — P. 238-243.

63. Gavrilin I.M., Smolyaninov V.A., Dronov A.A., Gavrilov S.A., Trifonov A.Yu., Kulova T.L., Kuz'mina A.A., Skundin A.M. Electrochemical insertion of sodium into nanostructured materials based on germanium // Mend. Commun. — 2018. — Vol. 28. — P. 659-660.

64. Гаврилин И.М., Смолянинов В.А., Дронов А.А., Гаврилов С.А., Трифонов А.Ю., Кулова Т.Л., Кузьмина А.А., Скундин А.М. Исследование процесса обратимого внедрения лития в наноструктурированные материалы на основе германия // Электрохимия. — 2018. — Т. 54. — С. S31—S37.

65. Hao J., Yang Y., Zhao J., Liu X., Endres F., Chi C., Wang B., Liu X., and Li Y. Ionic liquid electrodeposition of strain-released Germanium nanowires as stable anodes for lithium-ion batteries // Nanoscale. — 2017. — Vol. 9. — P. 8481-8488.

66. Chi C., Hao J., Li, X., Ma X., Yang Y., Liu X., Endres F., Zhao J., and Li Y. UV-assisted, Template-free Electrodeposition of Germanium Nanowire Cluster Arrays from an Ionic Liquid for Anodes in Lithium-ion batteries // New J. Chem. — 2017. — Vol. 41. — P. 15210-15215.

67. Al-Salman R., Mallet J., Molinari M., Fricoteaux P., Martineau F., Troyon M., El Abedin S.Z., and Endres F. Template assisted electrodeposition of germanium and silicon nanowires in an ionic liquid // Phys. Chem. Chem. Phys. — 2008. — Vol. 10. — P. 6233-6237.

68. Zou X., Ji L., Pang Z., Qian X., and Lu X. Continuous electrodeposition of silicon and germanium micro/nanowires from their oxides precursors in molten salt // J. Energy Chem. — 2020. — Vol. 44. — P. 147-153.

69. Yin H., Xiao W., Mao X., Wei W., Zhu H., and Wang D. Template-free electrosynthesis of crystalline germanium nanowires from solid germanium oxide in molten CaCl2-NaCl // Electrochim. Acta. — 2013. — Vol. 102. — P. 369-374.

70. Rong L., He R., Wang Z., Peng J., Jin X., and Chen G.Z. Investigation of electrochemical reduction of GeO2 to Ge in molten CaCl2-NaCl // Electrochim. Acta. — 2014. — Vol. 147. — P. 352-359.

71. Kennedy T., Mullane E., Geaney H., Osiak M., O'Dwyer C., and Ryan K.M. High-Performance Germanium Nanowire-Based Lithium-Ion Battery Anodes Extending over 1000 Cycles Through in Situ Formation of a Continuous Porous Network // Nano Lett. — 2014. — Vol. 14. — P. 716-723.

72. Park M.-H., Cho Y.H., Kim K., Kim J., Liu M., and Cho J. Germanium Nanotubes Prepared by Using the Kirkendall Effect as Anodes for High-Rate Lithium Batteries // Angew. Chem. Int. Ed. — 2011. — Vol. 50. — Pp. 9647-9650.

73. Liu X., Hao J., Liu X., Chi C., Li N., Endres F., Zhang Y., Li Y., and Zhao J. Preparation of Ge nanotube arrays from an ionic liquid for lithium ion battery anodes with improved cycling stability // Chem. Commun. — 2015. — Vol. 51. — P. 2064-2067.

74. Liu C., Jiang Y., Meng C., Song H., Li B., Xia S. Controllable synthesis of crystalline germanium nanorods as anode for lithium-ion batteries with high cycling stability // J. Colloid Interface Sci. — 2024. — Vol. 660. — P. 87-96.

75. Laforge B., Levan-Jodin L., Salot R., and Billard A. Study of Germanium as Electrode in Thin-Film Battery // J. Electrochem. Soc. — 2008. — Vol. 155. — P. A181—A186.

76. Baggetto L. and Notten P.H.L. Lithium-Ion (De)Insertion Reaction of Germanium Thin-Film Electrodes: An Electrochemical and In Situ XRD Study // J. Electrochem. Soc. — 2009. — Vol. 156. — P. A169—A175.

77. Wang X., Yang A., and Xia S. Fracture Toughness Characterization of Lithiated Germanium as an Anode Material for Lithium-Ion Batteries // J. Electrochem. Soc. — 2016. — Vol. 163. — P. A90—A95.

78. McGrath L.M., Jones J., Carey E., and Rohan J.F. Ionic Liquid Based Polymer Gel Electrolytes for Use with Germanium Thin Film Anodes in Lithium Ion Batteries // ChemistryOpen. — 2019. — Vol. 8. — P. 1429—1436.

79. Rudawski N.G., Yates B.R., Holzworth M.R., Jones K.S., Elliman R.G., and Volinsky A.A. Ion beam-mixed Ge electrodes for high capacity Li rechargeable batteries // J. Power Sources. — 2013. — Vol. 223. — P. 336—340.

80. Jakomin R., de Kersauson M., El Kurdi M., Largeau L., Mauguin, O., Beaudoin G., Sauvage S., Ossikovski R., Ndong G., Chaigneau M., Sagnes I., and Boucaud P. High quality tensile-strained n-doped germanium thin films grown on InGaAs buffer layers by metal-organic chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett. — 2011. — Vol. 98. — No. 091901.

81. Altay M.C. and Eroglu S. Chemical vapor deposition of Ge thin films from solid GeO2 and C2H5OH // Thin Solid Films. — 2019. — Vol. 677. — P. 22—27.

82. Fugattini S., Gulzar U., Andreoli A., Carbone L., Boschetti M., Bernardoni P., Gjestila M., Mangherini G., Camattari R., Li T., Monaco S., Ricci M., Liang S., Giubertoni D., Pepponi G., Bellutti P., Ferroni M., Ortolani L., Morandi V., Vincenzi D., Zaccaria R.P. Binder-free nanostructured germanium anode for high resilience lithiumion battery // Electrochim. Acta. — 2022. — Vol. 411. — No. 139832.

83. Huang Q., Bedell S.W., Saenger K.L., Copel M., Deligianni H., and Romankiw L.T. Single-Crystalline Germanium Thin Films by Electrodeposition and Solid-Phase Epitaxy // Electrochem. Solid-State Lett. — 2007. — Vol. 10. — P. D124.

84. Liu L., Wang X., Zhang X., Zhang X., and Chen S. Ionic liquid electrodeposition of Ge nano-film on Cu wire mesh as stable anodes for lithium-ion batteries // Ionics. — 2020. — Vol. 26. — P. 2225—2231.

85. Liu X., Zhao J., Hao J., Su B.-L., and Li Y. 3D ordered macroporous germanium fabricated by electrodeposition from an ionic liquid and its lithium storage properties // J. Mater. Chem. A. — 2013. — Vol. 1. — P. 15076-15081.

86. Liang J., Li X., Hou Z., Zhang T., Zhu Y., Yan X., and Qian Y. Honeycomblike Macro-Germanium as High-Capacity Anodes for Lithium-Ion Batteries with Good Cycling and Rate Performance // Chem. Mater. — 2015. — Vol. 27. — P. 4156-4164.

87. Zhang C., Lin Z., Yang Z., Xiao D., Hu P., Xu H., Duan Y., Pang S., Gu L., and Cui G. Hierarchically Designed Germanium Microcubes with High Initial Coulombic

Efficiency toward Highly Reversible Lithium Storage // Chem. Mater. — 2015. — Vol. 27. — P. 2189-2194.

88. Yoon T., Song G., Harzandi A.M., Ha M., Choi S., Shadman S., Ryu J., Bok T., Park S., and Kim K.S. Intramolecular Deformation of Zeotype-borogermanate toward Three-dimensional Porous Germanium Anode for High-rate Lithium Storage // J. Mater. Chem. A. — 2018. — Vol. 6. — P. 15961-15967.

89. Jia H., Kloepsch, R., He X., Badillo J.P., Gao P., Fromm O., Placke T., and Winter M. Reversible Storage of Lithium in Three-Dimensional Macroporous Germanium // Chem. Mater. — 2014. — Vol. 26. — P. 5683-5688.

90. Yan Y., Liu Y., Zhang Y., Qin C., Bakenov Z., Wang Z. Improving the cycling stability of three-dimensional nanoporous Ge anode by embedding Ag nanoparticles for high-performance lithium-ion battery // J. Colloid Interface Sci. — 2021. — Vol. 592. — P. 103-115.

91. Lee G.-H., Lee S., Lee C.W., Choi C., and Kim D.-W. Stable high-areal-capacity nanoarchitectured germanium anodes on three-dimensional current collectors for Li ion microbatteries // J. Mater. Chem. A. — 2016. — Vol. 4. — P. 1060-1067.

92. Wang J.Z., Du N., Zhang H., Yu J.X., and Yang D.R. Cu-Ge core-shell nanowire arrays as three-dimensional electrodes for high-rate capability lithium-ion batteries // J. Mater. Chem. — 2012. — Vol. 22. — P. 1511-1515.

93. Sun X., Lu X., Huang S., Xi L., Liu L., Liu B., Weng Q., Zhang L., and Schmidt O.G. Reinforcing Germanium Electrode with Polymer Matrix Decoration for Long Cycle Life Rechargeable Lithium Ion Batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces. —2017. — Vol. 9. — P. 38556-38566.

94. Yang Q., Wang Z., Xi W., and He G. Tailoring nanoporous structures of Ge anodes for stable potassium-ion batteries // Electrochem. Commun. — 2019. — Vol. 101.

— P. 68-72.

95. Yi Z., Lin N., Li T., Han Y., Li Y., and Qian Y. Meso-porous amorphous Ge: Synthesis and mechanism of an anode material for Na and K storage // Nano Research.

— 2019. — Vol. 12. — P.1824-1830.

96. Yu Z., Meng X., Hu Y., Yin M., Yang P., and Li H. Pulsed laser irradiationassisted electrodeposition of germanium in ionic liquid: From amorphous film to polycrystalline branched structures // Mat. Res. Bull. — 2017. — Vol. 93. — P. 208-213.

97. Chi C., Hao J., Yang Y., Liu S., Liu X., Ma X., Liu X., Zhao J., and Li Y. Template-free growth of coral-like Ge nanorod bundles via UV-assisted ionic liquid electrodeposition // J. Mater. Sci.: Materials in Electronics. — 2018. — Vol. 29. — P. 14105-14110.

98. Kwon D., Ryu J., Shin M., Song G., Hong D., Kim K.S., and Park, S. Synthesis of dual porous structured germanium anodes with exceptional lithium-ion storage performance // J. Power Sources. — 2018. — Vol. 374. — Pp. 217-224.

99. Dupuy A., Aziziyan M.R., Machon D., Arès R., Boucherif A. Anisotropic mesoporous germanium nanostructures by fast bipolar electrochemical etching // Electrochim. Acta. — 2021. — Vol. 378. — No. 137935.

100. Dupuy A., Roland A., Aziziyan M.R., Sauze S., Machon D., Arès R., Boucherif A. Monolithic Integration of Mesoporous Germanium: A Step Toward HighPerformance On-chip Anode // Mater. Today Commun. — 2021. — Vol. 26. — No. 101820.

101. Yang L.C., Gao Q.S., Li L., Tang Y., and Wu Y.P. Mesoporous germanium as anode material of high capacity and good cycling prepared by a mechanochemical reaction // Electrochem. Commun. — 2010. — Vol. 12. — P. 418-421.

102. Choi S., Cho Y.-G., Kim J., Choi N.-S., Song H.-K., Wang G., and Park S. Mesoporous Germanium Anode Materials for Lithium-Ion Battery with Exceptional Cycling Stability in Wide Temperature Range // Small. — 2017. — Vol. 13. — No. 1603045.

103. Tang D., Yu H., Zhao J., Liu W., Zhang W., Miao S., Qiao Z.-A., Song J., and Zhao Z. Bottom-up synthesis of mesoporous germanium as anodes for lithium-ion batteries // J. Colloid and Interface Sci. — 2020. — vol. 561. — P. 494-500.

104. Mironovich K.V., Evlashin S.A., Bocharova S.A., Yerdauletov M.S., Dagesyan S.A., Egorov A.V., Suetin N.V., Itkis D.M. and Krivchenko, Gaining, V.A. Cycling stability of Si- and Ge-based negative Li-ion high areal capacity electrodes by

using carbon nanowall scaffolds // J. Mater. Chem. A. —2017. Vol. 5. — P. 1809518100.

105. Yoon S., Park C., and Sohn H. Electrochemical Characterizations of Germanium and Carbon-Coated Germanium Composite Anode for Lithium-Ion Batteries // Electrochemical and Solid-State Letters. — 2008. — Vol. 11. — P. A42-A45.

106. Jung H., Allan P.K., Hu Y., Borkiewicz O.J., Wang X., Han W., Du L., Pickard C.J., Chupas P.J., Chapman K.W., Morris A.J., and Grey C.P. Elucidation of the Local and Long-Range Structural Changes that Occur in Germanium Anodes in LithiumIon Batteries // Chem. Mater. — 2015. — 27. — P. 1031-1041.

107. Tang W., Liu Y.P., Peng C.X., Hu M.Y., Deng X.C., Lin M., Hu J.Z., Loh K.P. Probing lithium germanide phase evolution and structural change in a germaniumin-carbon nanotube energy storage system // J. Am. Chem. Soc. — 2015. — Vol. 137. — № 7 — P. 2600-2607.

108. Дриц М.Е., Зусман Л.Л. Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов // М.: Металлургия. — 1986. — С. 248.

109. Liu R., Luo F., Zeng L., Liu J., Xu L., He X., Xu Q., Huang B., Qian Q., Wei M., Chen Q. Dual carbon decorated germanium-carbon composite as a stable anode for sodium/potassium-ion batteries // J. Colloid Interface Sci. — 2021. — Vol. 584. — P. 372-381.

110. Emets V.V., Gavrilin I.M., Kulova T.L., Skundin A.M., Sharafutdinova A.M., Gavrilov S.A. Dynamics of changes in the kinetic parameters of germanium nanowires during lithiation/delithiation in a wide temperature range // J. Electroanalyt. Chem. — 2021. — Vol. 902. — No. 115811.

111. Shen H., Ma Z., Yang B., Guo B., Lyu Y., Wang P., Yang H., Li Q., Wang H., Liu Z., Nie A. Sodium storage mechanism and electrochemical performance of layered GeP as anode for sodium ion batteries // J. Power Sources. — 2019. — Vol. 433. — No. 126682.

112. Zhang S.S. A review on electrolyte additives for lithium-ion batteries // J. Power Sources. — 2006. — Vol. 162. — P. 1379-1394.

113. Кулова Т.Л., Скундин А.М. Роль виниленкарбоната в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах // Электрохимическая энергетика. — 2021. — Т. 21. — С. 117-131.

114. Michan A.L., Parimalam B.S., Leskes M., Kerber R.N., Yoon T., Grey C.P., and Lucht B.L. Fluoroethylene Carbonate and Vinylene Carbonate Reduction: Understanding Lithium-Ion Battery Electrolyte Additives and Solid Electrolyte Interphase Formation // Chem. Mater. — 2016. — Vol. 28. — P. 8149-8159.

115. Ota H., Sakata Y., Inoue A., Yamaguchi S. Analysis of Vinylene Carbonate Derived SEI Layers on Graphite Anode // J. Electrochem. Soc. — 2004. — Vol. 151. — P. A1659-A1669.

116. Lang W., Yue C., Dang M., Wang G., Chen Y., Hu F., Liu Z., Shu J. Germanium decorated on three dimensional graphene networks as binder-free anode for Li-ion batteries // J. Power Sources. — 2023. — Vol. 560. — No. 232706.

117. Кулова Т.Л., Скундин А.М. Влияниие температуры на характеристики литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов // Электрохимия. — 2021. — Т. 57б. — С. 402-407.

118. Gavrilov S.A., Gavrilin I.M., Martynova I.K., Kulova T.L., Kovtushenko E.V., Skundin A.M., Poliakov M.V., Volkova L.S., and Novikova S.A. Germanium-Cobalt-Indium Nanostructures as Anodes of Lithium-Ion Batteries for Room- and Low-Temperature Performance // Batteries. — 2023. — Vol. 9. — No. 445.

119. Ngo D.T., Le H.T.T., Kim C., Lee J., Fisher J.G., Kim I., and Park C. Mass-scalable Synthesis of 3D Porous Germanium-Carbon Composite Particles as an Ultrahigh Rate Anode for Lithium Ion Batteries // Energy Environ. Sci. — 2015. — Vol. 8. — P. 3577— 3588.

120. Yuan F. and Tuan H. Scalable Solution-Grown High-Germanium-Nanoparticle-Loading Graphene Nanocomposites as High-Performance Lithium-Ion Battery Electrodes: An Example of a Graphene-Based Platform toward Practical Full-Cell Applications // Chem. Mater. — 2014. — Vol. 26. — P. 2172-2179.

121. Li X., Yang Z., Fu Y., Qiao L., Li D., Yue H., He D. Germanium Anode with Excellent Lithium Storage Performance in a Germanium/Lithium -Cobalt Oxide LithiumIon Battery // ACS Nano. — 2015. — Vol. 9. — P. 1858-1867.

122. Kim H., Son Y., Park C., Lee M., Hong M., Kim J., Lee M., Cho J., and Choi H.C. Germanium Silicon Alloy Anode Material Capable of Tunable Overpotential by Nanoscale Si Segregation // Nano Lett. — 2015. — Vol. 15. — P. 4135-4142.

123. Wang X., Han W., Chen H., Bai J., Tyson T.A., Yu Q., Wang X., and Yang X. Amorphous Hierarchical Porous GeOx as High-Capacity Anodes for Li Ion Batteries with Very Long Cycling Life // J. Am. Chem. Soc. — 2011. — Vol. 133. — P. 20692— 20695.

124. Корнилов Д.Ю. Катодный материал состава LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 с покрытием из восстановленного оксида графена // Электроника и электрооборудование транспорта. — 2019. № 3. — C. 44-47.

125. Воронов В.А., Швецов А.О., Губин С.П., Чеглаков А.В., Корнилов Д.Ю., Карасева А.С., Краснова Е.С., Ткачев С.В. Влияние метода получения катодного материала состава LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 не электрохимические характеристики литий-ионного аккумулятора // Ж. Неорг. хим. — 2016. — Т. 61. — №2 9. — С. 12111217.

126. Воронов В.А., Губин С. П., Чеглаков А.В., Корнилов Д.Ю., Карасёва А.С., Краснова Е.С., Ткачев С.В. Наночастицы сложных оксидов состава Li1+x(NiyMnzCo1-y-z)1-xO2-5 (0 < x < 0.2; 0.2 < y < 0.6; 0.2 < z < 0.4), полученные методом термодеструкции металлсодержащих соединений в масле // Электрохимия. —2017. —Vol. 53. — No. 7. — C. 864-872.

127. Ngo D.T., Le H.T.T., Kalubarme R.S., Lee J., Park C., and Park C. Uniform GeO2 dispersed in nitrogen-doped porous carbon core-shell architecture: Anode material for Lithium Ion Batteries // J. Mater. Chem. A. — 2015. — Vol. 3. — Pp. 21722-21732.

128. Kim C., Hwang G., Jung J., Cho S., Cheong J.Y., Shin S., Park S., and Kim I. Fast, Scalable Synthesis of Micronized Ge3N4@C with a High Tap Density for Excellent Lithium Storage // Adv. Funct. Mater. — 2017. — Vol. 27. — No. 1605975.

129. Kapaev R., Chekannikov A., Novikova S., Yaroslavtsev S., Kulova T., Rusakov V., Skundin А., Yaroslavtsev, A. Mechanochemical treatment of maricite-type NaFePO4 for achieving high electrochemical performance // J. Solid State Electrochem.

— 2017. — Vol. 21.— P. 2373—2380.

130. Delahay P. Theory of Irreversible Waves in Oscillographic Polarography // JACS. — 1953. — Vol. 75. — P. 1190—1196.

131. Matsuda H., Ayabe Y. Zur Theorie der Randles- Sevcikschen Kathodenstrahl Polarographie. // Z. El. — 1955. — Vol. 59. — P. 494—503.

132. Galus Z. Teoretyczne podstawy elektroanalizy chemicznej // Panstwowe wydawnictwo naukowe. Warsawa. —1971.

133. Randles J.E.B. A cathode ray polarograph. Part II. — The current-voltage curves // Trans. Faraday Soc. — 1948. — Vol. 44. — P. 327-338.

134. Sevcik A. Oscillographic polarography with periodical triangular voltage // Coll. Czech. Chem. Comm. — 1948. — Vol. 13. — P. 349-377.

135. Ivanishchev A.V., Ivanishcheva I.A., Lee S., Kim J.-J., Kim Y.-J., Bae C., Nam S.-C., Song J.-H. Revealing the surface modification effect on Li-ion insertion into Ni-rich NCM cathode material by cyclic voltammetry // J. Electroanalyt. Chem. — 2023.

— Vol. 950. — No. 117864.

136. Гаврилин И. М., Смолянинов В. А., Дронов А. А., Гаврилов С. А., Трифонов А. Ю., Кулова Т. Л., Кузьмина А. А., Скундин А. М. Исследование процесса обратимого внедрения лития в наноструктурированные материалы на основе германия // Электрохимия. — 2018. — Т. 54. — No. 10. — С. S31-S37.

137. Кулова Т.Л. Влияние температуры на обратимые и необратимые процессы при интеркаляции лития в графит // Электрохимия. — 2004. — Т. 40. — No. 10. — С. 1221-1230.

138. Fuller C.S., Ditzenberger J.A. Diffusion of lithium into germanium and silicon // Phys. Rev. — 1953. — Vol. 91. — P. 193 -193.

139. Fuller C.S., Severiens J.C. Mobility of impurity ions in germanium and silicon // Phys. Rev. — 1954. — Vol. 96. — P. 21-24.

140. Chou C.-Y., Hwang G.S. On the origin of the significant difference in lithiation behavior between silicon and germanium // J. Power Sources. — 2014. — Vol. 263. — P. 252-258.

141. Тусеева Е.К., Кулова Т.Л., Скундин А.М. Влияние температуры на поведение электродов из титаната лития // Электрохимия. —2018. — Т. 54. — No. 12. — С. 1135-1143.

142. X.-L. Wu, Y.-G. Guo, J. Su, J.-W. Xiong, Y.-L. Zhang, L.-J. Wan. Carbon-nanotubedecorated nano-LiFePO4@C cathode material with superior high-rate and lowtemperature performances for lithium-ion batteries // Adv. Energy Mater. — 2013. — Vol. 3. — No. 9. — P. 1155-1160.

143. Pan K., Zou F., Canova M., Zhu Y., Kim J.-H. Comprehensive electrochemical impedance spectroscopy study of Si-Based anodes using distribution of relaxation times analysis // Journal of Power Sources. — 2020. — Vol. 479. —No. 229083.

144. Ma X.-H, Cao X., Yea Y.-Y., Qiao F., Qian M.-F., Wei Y.-Y., Wu Y.D., Zi Z.-F., Dai J.-M. Study on low-temperature performances of Nb16W5O55 anode for lithiumion batteries // Solid State Ionics. — 2020. — Vol. 353. — No. 115376.

145. Li Q., Jiao S., Luo L., Ding M.S., Zheng J., Cartmell S.S., Wang C.-M., Xu K., Zhang J.-G., Xu W. Wide-Temperature Electrolytes for Lithium-Ion Batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces. — 2017. — Vol. 9. — P. 18826—18835.

146. Smart M.C., Ratnakumar, B.V., Surampudi, S. Electrolytes for Low-Temperature Lithium Batteries Based on Ternary Mixtures of Aliphatic Carbonates // J. Electrochem. Soc. — 1999. — Vol. 146. — P. 486—492.

147. Кулова Т.Л., Тарнопольский В.А., Скундин А.М. Импеданс литий-ионных аккумуляторов // Электрохимия. — 2009. — Т. 45. — No. 1. — С. 42-48.

148. Астафьев Е.А. Практическое руководство по методу электрохимического импеданса // Черноголовка: ФИЦ ПХФ и МХ РАН. — 2024. — C. 288.

149. Voropaeva D.Yu., Novikova S.A., Kulova T.L., and Yaroslavtsev A.B. Solvation and sodium conductivity of nonaqueous polymer electrolytes based on Nafion-

117 membranes and polar aprotic solvents // Solid State Ionics. — 2018. — Vol. 324. — P. 28-32.

150. Xu M., Hao L., LiuY., Li W., Xing L., and Li B. Experimental and Theoretical Investigations of Dimethylacetamide (DMAc) as Electrolyte Stabilizing Additive for Lithium Ion Batteries // J. Phys. Chem. C. — 2011. — Vol. 115. — P. 6085-6094.

151. Balbuena P.B., and Wang Y. (eds.). Lithium-ion batteries: Solid-Electrolyte Interface Imperial College Press // London. — 2004. — P.407.

152. Aurbach D., Gamolsky K., Markovsky B., Gofer Y., Schmidt M., Heider U. On the use of vinylene carbonate (VC) as an additive to electrolyte solutions for Li-ion batteries // Electrochim. Acta. — 2002. —Vol. 47. — P.1423-1439.

153. Wu H., Jia H., Wang C., Zhang J.-G., and Xu W. Recent Progress in Understanding Solid Electrolyte Interphase on Lithium Metal Anodes // Adv. Energy Mater. — 2021. — Vol. 11. — No. 2003092.

154. Haregewoin A.M., Wotango A.S. and Hwang B.-J. Electrolyte additives for lithium-ion battery electrodes: progress and perspectives // Energy Environ. Sci. — 2016. — Vol. 9. — P.1955-1988.

155. Taskovic T., Thompson L.M., Eldesoky A., Lumsden M.D., and Dahn J.R. Optimizing Electrolyte Additive Loadings in NMC532/Graphite Cells: Vinylene Carbonate and Ethylene Sulfate // J. Electrochem. Soc. — 2021. — 168. — No. 010514.

156. Nguyen C.C. and Lucht B.L. Comparative Study of Fluoroethylene Carbonate and Vinylene Carbonate for Silicon Anodes in Lithium Ion Batteries // J. Electrochem. Soc. — 2014. — 161. — P. A1933-A1938.

157. Wang Y., Nakamura S., Tasaki K., and Balbuena P.B. Theoretical Studies to Understand Surface Chemistry on Carbon Anodes for Lithium-Ion Batteries: How Does Vinylene Carbonate Play Its Role as an Electrolyte Additive? // J. Am. Chem. Soc. — 2002. — 124. — P. 4408-4421.

158. Qian Y., Hu S., Zou X., Deng Z., Xu Y., Cao Z., Kang Y., Deng Y., Shi Q., Xu K., Deng Y. How electrolyte additives work in Li-ion batteries // Energy Storage Materials. — 2019. — 20. — P. 208-215.

159. Kraynak L.A., Schneider J.D., and Prieto A.L. Exploring the Role of Vinylene Carbonate in the Passivation and Capacity Retention of Cu2Sb Thin Film Anodes // J. Phys. Chem. C. — 2020. — 124. — P. 26083-26093.

160. Kitz P.G., Lacey M.J., Novak P., Berg E.J. Operando investigation of the solid electrolyte interphase mechanical and transport properties formed from vinylene carbonate and fluoroethylene carbonate // J. Power Sources. — 2020. — 477. — No. 228567.

161. Yaroslavtsev A.B., Stenina I.A., Kulova T.L., Skundin A.M., Desyatov A.V. Nanomaterials for Electrical Energy Storage // Comprehensive Nanoscience and Nanotechnology, 2nd Edition. — 2019. — Vol. 5. — P. 165—206.

162. Ярославцев А.Б., Кулова Т.Л., Скундин А.М. Электродные наноматериалы для литий-ионных аккумуляторов // Успехи химии. — 2015. — Т. 84. — No. 8. — С. 826—852.

163. Nitta N., Wu F., Lee J. T., & Yushin G. Li-ion battery materials: present and future Materials Today // Materials Today. — 2015. — Vol. 18. — № 5. — P. 252—264.

164. Zhang W.-J. J. Structure and performance of LiFePO4 cathode materials: A review // J. Power Sources. — 2011. — 196. — P. 2962—2970.

165. Schmitz R. W., Murmann P., Schmitz R., Müller R., Krämer L., Kasnatscheew J., Isken P., Niehoff P., Nowak S., Röschenthaler G., Ignatiev N., Sartori P., Passerini S., Kunze M., Lex-Balducci A., Schreiner C., Cekic-Laskovic I., Winter M. Electrolytes for lithium and lithium-ion batteries: From synthesis of novel lithium borates and ionic liquids to development of novel measurement methods // Progr. Solid State Chem. — 2014. — 42. — P. 65—84.

166. Тусеева Е.К., Кулова Т.Л., Скундин А.М. Влияние температуры на поведение электродов из титаната лития // Электрохимия. — 2018. — Т. 54. — No. 12. — С. 1135—1143.

167. Kapaev R. R., Chekannikov A. A., Novikova S. A., Kulova T. L., Skundin A. M., Yaroslavtsev A. B. Activation of NaFePO4 with maricite structure for application as a cathode material in sodium-ion batteries // Mendeleev Communications. — 2017. — Vol. 27—№3. — P. 263—264.

168. Hwang J.-Y., Myung S.-T. and Sun Y.-K. Sodium-ion batteries: present and future // Chem. Soc. Rev. —2017. — Vol. 46. — P. 3529—3614.