Кинетические ограничения интеркаляции ионов щелочных металлов в электродные материалы для металл-ионных аккумуляторов при низких температурах и высоких токах разряда тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Комайко Алёна Игоревна

• Комайко Алёна Игоревна
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Комайко Алёна Игоревна

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Принцип работы металл-ионного аккумулятора

1.2 Лимитирующие стадии процесса интеркаляции

1.2.1 Замедленный межфазный переноса заряда как лимитирующий фактор

1.2.2 Замедленная десольватация как лимитирующий фактор

1.2.3 Медленный транспорт иона через ТЭС как лимитирующий фактор

1.2.4 Диффузионные ограничения

1.2.5 Движение фазовой границы в процессе фазового перехода как лимитирующий фактор

1.2.6 Пористость и извилистость композитного электрода как лимитирующий фактор

1.3 Модельные системы

1.3.1 ШеР04

1

1.3.3 КаэУ2(Р04)2Рэ и ШУР04Р

1.3.4 Берлинская лазурь и её аналоги

1.4 Оптимизация состава раствора электролита

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Синтез материалов

2.2 Характеризация материалов

2.3 Электрохимические измерения

2.4 Характеристика материалов АБЛ

2.5 Характеристика материалов КаэУ2(Р04)2Рэ и КаУР04?

2.6 Характеристика материалов ЬБР и ЬТ0

Глава 3. Обсуждение результатов

3.1 Кинетические ограничения при интеркаляции ионов в АБЛ

3.1.1 Влияние состава и структуры на механизм интеркаляции и мощностные характеристики АБЛ

3.1.2 Коэффициенты диффузии в структурах АБЛ

3.1.3 Прогнозирование мощностных характеристик АБЛ

3.2 Влияние замедленного движения фазовой границы на кинетику интеркаляции иона натрия в материалы КаэУ2(Р04№ и ШУР04Р

3.2.1 Электрохимические свойства КаэУ2(Р04)2Рэ и КаУР04р

3.2.2 Диффузионные ограничения

3.2.3 Кинетические ограничения

3.2.4 Потери удельной энергоемкости

3.3 Кинетические ограничения в композитных электродах на основе LFP и LTO

3.3.1 Перезаряжение при высоких токах и низких температурах

3.3.2 Оценка энергетических барьеров различных стадий интеркаляции

3.3.3 Компоненты поляризации электродов LFP и LTO

Заключение

Благодарности

Список иллюстраций

Список сокращений

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетические ограничения интеркаляции ионов щелочных металлов в электродные материалы для металл-ионных аккумуляторов при низких температурах и высоких токах разряда»

Введение

Актуальность темы исследования и степень её разработанности.

Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) в настоящее время являются наиболее широко распространенной технологией электрохимического хранения энергии как для портативной электроники, так и для стационарных энергосистем ввиду высокой удельной энергоемкости, длительного срока службы и экологической безопасности [1-4]. В настоящее время ЛИА широко применяются в электродвигателях и активно разрабатываются для применения в специализированных областях, таких как глубоководные исследования и аэрокосмический сектор. Наряду с ЛИА, натрий-ионные аккумуляторы (НИА) и калий-ионные аккумуляторы (КИА) также вызывают значительный интерес как перспективное решение для крупномасштабных систем накопления энергии благодаря большей распространенности натрия и калия в природе и схожему принципу работы. Однако растущий спрос на надежные устройства хранения энергии, способные функционировать в экстремальных условиях, выявил серьезные ограничения современных аккумуляторов, особенно при низких температурах: современные коммерчески доступные аккумуляторы демонстрируют значительное снижение удельной энергоемкости и сокращение срока службы при низких температурах [5, 6].

Для решения этих проблем были разработаны системы управления температурным режимом, которые обеспечивают нагрев аккумулятора до подходящей температуры. Однако, такие системы снижают мобильность устройства, увеличивают его стоимость и повышают энергопотребление [7, 8], а также ограничивают надежность ввиду возможных механических сбоев и локального накопления тепла [9, 10]. В связи с этим, перспективным направлением является разработка аккумуляторов, способных эффективно функционировать при низких температурах без дополнительных систем нагрева.

Несмотря на то, что большое количество различных катодных материалов для ЛИА, НИА и КИА было протестировано при низких температурах и высоких токах разряда, на данный момент в литературе отсутствует систематическая информация об основных лимитирующих факторах, влияющих на мощностные характеристики интеркаляционных систем при их функционировании в экстремальных условиях. Имеющиеся в литературе данные часто противоречивы и не позволяют составить полную картину, поскольку эксперименты проводятся с использованием различных экспериментальных протоколов, в неодинаковых условиях и с использованием материалов различного состава и морфологии. Как правило, основное внимание уделяется изучению ограничений, связанных со стадией переноса заряда или твердотельной

диффузии. Несмотря на то, что многие материалы претерпевают фазовые переходы в процессе (де-)интеркаляции катионов, данных о кинетических и диффузионных ограничениях, возникающих в процессе протекания фазового перехода, в литературе не приведено.

В связи с этим, целью настоящей работы является выявление и систематизация основных факторов, определяющих мощностные характеристики интеркаляционных электродных материалов при низких температурах и высоких токах разряда.

В данной работе в качестве объектов исследования рассматриваются несколько групп катодных материалов, которые широко применяются в ЛИА, НИА и КИА.

1) Аналоги берлинской лазури (АБЛ)

Класс материалов, представляющих собой производные берлинской лазури путем замены атома железа на атомы других переходных металлов. В зависимости от исходного состава и структуры, интеркаляция катионов в данные материалы может протекать по различным механизмам: твердорастворному механизму и механизму, сопровождающемуся фазовым переходом. В данной работе были исследованы как материалы, изменяющие симметрию кристаллической решётки в процессе (де)интеркаляции, так и материалы, сохраняющие исходную симметрию.

2) ШУР04Г и КаэУ2(Р04№

Натрий-интеркалирующие материалы с близким элементным составом, но различным механизмом интеркаляции: КаэУ2(Р04)2Рэ претерпевает фазовый переход в процессе (де)интеркаляции, в то время как интеркаляция ионов натрия в структуру КаУР04? протекает по твердорастворному механизму. Близкая морфология и размеры частиц синтезированных материалов позволили выделить вклад кинетических и диффузионных ограничений в потери удельной энергоемкости, преимущественно обусловленные типом механизма интеркаляционного процесса.

3) Железофосфат лития (LiFePO4, ЬБР) и титанат лития (^4^012, ЬТ0)

Материалы, претерпевающие фазовые превращения при (де)интеркаляции ионов лития,

на примере которых возможно рассмотрение влияния замедленного зародышеобразования на удержание энергоемкости при низких температурах и высоких токах разряда. Помимо этого, отличия микроструктуры вторичных частиц материалов позволили провести количественную оценку изменения мощностных характеристик, связанного с замедленным транспортом ионов в порах вторичных частиц композитного электрода.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи.

1) На примере материалов АБЛ, КаУР04? и КаэУ2(Р04)2Рэ выявить основной источник поляризационных потерь, связанных со стадией транспорта иона при протекании фазовых переходов в электродных материалах.

2) Определить соотношение энергетических барьеров различных стадий процесса интеркаляции для получения информации о природе кинетических ограничений, реализующихся для ряда интеркаляционных соединений при высоких токах разряда и низких температурах.

3) Разработать подход для определения вклада поляризации в порах композитного электрода в гистерезис кривых заряда/разряда при повышенных плотностях тока разряда.

Для решения поставленных задач в работе использовали комплекс современных физико-химических методов анализа: порошковая рентгеновская дифракция, сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, термогравиметрический анализ, гальваностатический заряд/разряд, циклическая вольтамперометрия, спектроскопия электрохимического импеданса, низкоамплитудная и высокоамплитудная хроноамперометрия, а также численное моделирование электрохимических данных.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях, выносимых на защиту.

1) Показано, что для материалов, претерпевающих фазовый переход, существенный вклад в падение емкости и удельной энергоемкости вносят диффузионные ограничения, связанные с продвижением фазовой границы в процессе фазового перехода. На примере АБЛ установлено, что падение емкости при увеличении скорости разряда и понижении температуры для материалов, претерпевающих обратимый фазовый переход при (де)интеркаляции ионов, существенно выше значений, ожидаемых для случая замедленной диффузии ионов в структуре, что говорит о наличии дополнительных диффузионных ограничений. На примере модельной системы материалов с близкой морфологией и размером частиц, но с различными механизмами (де)интеркаляции, КаУР04р и №зУ2(Р04)2Рз, продемонстрировано что дополнительные диффузионные ограничения обусловлены замедленным продвижением фазовой границы.

2) Впервые определено соотношение активационных барьеров стадий межфазного переноса заряда, транспорта иона через твердоэлектролитный слой (ТЭС), транспорта иона в структуре материала, а также нуклеации новой фазы для ряда материалов. Установлено, что для материалов ЬБР и ЬТ0 наибольший активационный барьер характерен для стадии межфазного переноса заряда (53±5 кДжмоль-1 для ЬБР и 81±1 кДжмоль-1 для ЬТ0). Активационные барьеры транспорта иона через ТЭС (около 25 кДжмоль-1), а также диффузии иона в кристаллической решетке материалов (28-30 кДжмоль-1) оказались значительно ниже. Впервые получены оценки энергии активации нуклеации новой фазы (27±1 кДжмоль-1 для ЬБР и 14±1 кДжмоль-1 для ЬТ0). Показано, что рассчитанные величины коррелируют с изменением параметров решетки ЬБР и ЬТ0 при протекании соответствующих фазовых переходов.

3) Показано, что более 60 % величины гистерезиса напряжения для электрода на основе образца ЬБР, состоящего из сферических агломератов наночастиц, при высоких токах

разряда обусловлено поляризацией в порах частиц материала, в то время как для электрода на основе дезагломерированных частиц LTO эта величина существенно ниже (30 %).

Практическая значимость работы заключается в следующем.

1) Даны оценки дополнительных потерь энергоемкости, возникающих вследствие замедленного движения фазовой границы при протекании фазовых переходов в интеркаляционных системах, что способствует повышению точности прогнозирования поляризационных потерь при разработке металл-ионных аккумуляторов на основе электродных материалов с различными механизмами интеркаляции.

2) Разработан комплексный экспериментальный подход к оценке вкладов различных компонентов поляризации композитных электродов в гистерезис напряжения металл-ионных аккумуляторов, позволяющий выявить факторы, в наибольшей степени влияющие на удержание энергоемкости при повышенных плотностях тока/пониженных температурах разряда, что предоставляет возможность проведения направленной оптимизации компонентов интеркаляционных систем для достижения привлекательных мощностных характеристик.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием комплекса современных физико-химических методов анализа материалов и продемонстрированной воспроизводимостью полученных результатов.

Материалы диссертации опубликованы в 7 работах, включая 4 статьи в ведущих международных научных журналах и 3 тезиса докладов на всероссийских и международных научных конференциях.

Основные публикации по теме диссертации:

1) Komayko A.I., Nazarov E.E., Tyablikov O.A., Fedotov S.S., Antipov E.V., Nikitina V.A. Unraveling the contribution of nucleation to the intercalation energy barrier for phase-transforming Li-ion battery materials // J. Power Sources — 2024. — Т. 624. — С. 235589.

2) Komayko A.I., Shraer S.D., Fedotov S.S., Nikitina V.A. Advantages of a Solid Solution over Biphasic Intercalation for Vanadium-Based Polyanion Cathodes in Na-Ion Batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces — 2023. — Т. 15. — №. 37. — С. 43767-43777.

3) Komayko A.I., Ryazantsev S.V., Trussov I.A., Arkharova N.A., Presnov D.E., Levin E.E., Nikitina V.A. The Misconception of Mg2+ Insertion into Prussian Blue Analogue Structures from Aqueous Solution // ChemSusChem — 2021. — Т. 14. — №. 6. — С. 1574-1585.

4) Komayko A.I., Arkharova N.A., Presnov D.E., Levin E.E., Nikitina V.A. Resolving the Seeming Contradiction between the Superior Rate Capability of Prussian Blue Analogues and the Extremely Slow Ionic Diffusion // J. Phys. Chem. Lett. — 2022. — Т. 13. — №. 14. — С. 3165-3172.

Материалы работы были представлены на следующих конференциях в виде устных докладов:

1) IV Байкальский материаловедческий форум, 2022, Улан-Удэ, Россия.

2) 8 Азиатский симпозиум по современным материалам, 2023, Новосибирск, Россия.

3) XXII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 2024, Сочи, Россия.

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Принцип работы металл-ионного аккумулятора

Аккумулятор представляет собой источник энергии, преобразующий энергию химических реакций в электрическую. ЛИА, являющиеся наиболее распространенным типом вторичных аккумуляторов, имеют различные конструкции в зависимости от области применения. Например, призматические аккумуляторы в корпусе из ламинированной фольги (pouch cell) подходят для питания электромобилей, тогда как цилиндрические и призматические аккумуляторы чаще применяются в мобильных телефонах и других портативных устройствах. Независимо от формы, такие аккумуляторы состоят из нескольких ячеек, соединенных между собой и заключенных в корпус. Каждая ячейка включает токосъемник анода (медь или нержавеющая сталь) и сам анод (отрицательный электрод), катод (положительный электрод) и катодный токосъемник (алюминий или нержавеющая сталь), между которыми находится сепаратор, который предотвращает прямой контакт электродов. Сепаратор пропитывается жидким раствором электролита, содержащим ионы лития, для обеспечения ионной проводимости.

Первоначальная концепция ЛИА, предложенная Джоном Гуденафом и впоследствии коммерциализованная корпорацией Sony [3], была основана на использовании графита в качестве активного материала анода и LiCoO2 - в качестве активного материала катода. При работе такого аккумулятора (рисунок 1) протекают следующие процессы. При разряде движение электронов от анода к катоду через внешнюю цепь создает электрический ток, питающий внешнее устройство. Для поддержания электронейтральности ионы лития мигрируют от анода к катоду через сепаратор. Этот процесс можно описать следующим образом: ионы лития находятся в структуре анода, располагаясь между слоями графена, тогда как электроны делокализованы в п-сопряженной системе графена. Под действием электрического тока ионы лития перемещаются к поверхности частиц графита, где они деинтеркалируются из структуры и переходят в объем раствора электролита. Сольватированные ионы далее мигрируют через сепаратор к поверхности катода, где у поверхности электрода теряют свою сольватную оболочку и интеркалируются в структуру LiCoO2, что сопровождается переходом электронов с токосъемника на LiCoO2 и сопутствующим изменением степени окисления переходного металла. Последующее внедрение большего количества ионов сопровождается их твердотельной диффузией к центру частицы. При заряде аккумулятора эти процессы воспроизводятся в обратном порядке.

е"

Рисунок 1 - Схематическое изображение литий-ионного аккумулятора (ЪЮо02/графит) [3].

Интеркаляция в структуру материала может происходит по двум различным механизмам: твердорастворному механизму и механизму, сопровождающемуся фазовым переходом. В первом случае на гальваностатической кривой наблюдается наклонный участок, в то время как для второго случая наблюдается характерное плато в диапазоне составов, соответствующих сосуществованию фаз с высоким и низким содержанием катиона. При этом, в узком интервале высоких и низких степеней заполнения могут наблюдаться однофазные области [11, 12].

В процессе работы аккумулятора взаимодействие раствора электролита с поверхностью электрода может приводить к формированию ТЭС на поверхности электродов ввиду процессов разложения [13]. Окислительное разложение раствора начинается при потенциалах выше ~4.0 В (в шкале Ы+/Ы), что приводит к образованию ТЭС на поверхности катода, тогда как при менее положительных потенциалах (ниже 1.5 В в шкале Ы+/Ы), раствор разлагается ввиду протекания восстановительных процессов, что сопровождается формированием более резистивных ТЭС на аноде. Формирование ТЭС позволяет в значительной степени подавить дальнейшие нежелательные окислительно/восстановительные реакции раствора с электродом, резко замедляя перенос электрона через границу электрод/раствор.

При функционировании КИА и НИА протекают те же стадии, а различия обусловлены используемыми растворами электролитов (солей калия или натрия, соответственно) и активными электродными материалами. В литературе представлено значительное количество перспективных материалов для ЛИА [14], КИА [15] и НИА [16]. В первую очередь, исследуемые материалы тестируются в так называемых полуячейках - в двухэлектродных ячейках, где электрод на основе

исследуемого материала является рабочим, а металлический анод (литий, натрий или калий, соответственно, для ЛИА, НИА и КИА) - противоэлектродом. В данной ячейке потенциал металлического анода остается практически постоянным при проводимых измерениях, что позволяет определить различные характеристики исследуемых материалов (формальные потенциалы окислительно-восстановительных реакций, величину емкости и гистерезис кривых заряда/разряда) в близких условиях. В полной ячейке используют два электрода на основе двух электродных материалов, и, таким образом, измеряемые величины обусловлены совокупностью ограничений, присущих обоим электродам. Напряжение на полной ячейке, представляющее собой разность потенциалов катода и анода, является одним из ключевых параметров наряду с величиной обратимой разрядной ёмкости. Значения напряжения и разрядной емкости определяют удельную энергоемкость - величину, отражающую количество энергии, запасаемой на единицу массы/объема. Также важными характеристиками являются количество циклов заряда/разряда и максимальная величина тока разряда, при которых сохраняется требуемая доля исходной емкости, измеренной при низком токе разряда в первых циклах заряда/разряда. С точки зрения перспектив практического применения, также важны доступность и цена компонентов электрохимической системы.

1.2 Лимитирующие стадии процесса интеркаляции

Для коммерческих металл-ионных аккумуляторов наблюдаются значительные потери ёмкости и удельной энергоемкости как при высоких скоростях, так и при низких температурах. Например, при снижении температуры с 25 °С до -40 °С для коммерческого ЛИА 18650 наблюдалось падение удельной энергоемкости с 100 до 5 Втчл-1 и мощности с 800 до 10 Втл-1 [6]. ЛИА с катодом на основе ЫМхМ%Со1-х-у02, где соотношение №:Мп:Со составляет 0.83:0.06:0.10, теряет 20 % исходной ёмкости менее, чем за 200 циклов при температуре 15 °С (рисунок 2) [17].

80

15°С 25°С 35°С

О 100 200 300 400 500 600 700 ЕГС

Рисунок 2 - Зависимость относительной величины емкости коммерческого ЛИА ЬО 18650Н02 (3.0 ЛЬ) от номера цикла при 15, 25 и 35 °С [17].

Для выявления наиболее значимых ограничений мощности и удельной энергоемкости при высоких скоростях и низких температурах необходим систематический анализ возможных лимитирующих факторов. Можно перечислить следующие возможные причины ухудшения производительности металл-ионного аккумулятора в этих условиях.

1) Увеличение сопротивления ТЭС.

2) Замедление кинетики стадии переноса заряда через границу раствор/электрод.

3) Снижение скорости диффузии ионов в структуре материала.

4) Повышение вязкости раствора электролита/стеклование раствора.

Например, при -20 °С полуячейки графит/Ь сохраняли всего 12 % исходной ёмкости [18], и причиной такого резкого падения была указана замедленность стадии диффузии ионов лития в структуре графита (10-11 см2с-1) [19]. Кроме того, существенно возрастает сопротивление стадии переноса заряда: было показано, что для смешанного слоистого оксида лития-никеля этот фактор вносит основной вклад в увеличение общего сопротивления аккумулятора при низких температурах [20].

Основными причинами падения емкости, как правило, считают увеличение сопротивления стадии переноса заряда и снижение коэффициентов твердотельной диффузии, соответствующие значения которых также приведены в таблице 1. Например, для ЬБР наблюдаемая потеря емкости при понижении температуры от комнатной до -40 °С составляет ~40 %, при этом наблюдается существенный рост сопротивления стадии переноса заряда (с 340 до 1149 Ом) [21]. Допирование марганцем материала ЬБР позволяет увеличить коэффициент твердотельной диффузии при той же температуре почти на порядок величины: с 10-14 до 10-13 см2 с-1 [22]. Для ЬТО потеря емкости при понижении температуры до -20 °С составляет ~30 %, при этом наблюдается значительный рост сопротивления стадии переноса заряда (до

~1000 Ом) и снижение коэффициента диффузии (до 10-16 см2с-1) [23]. Однако при использовании раствора электролита с низкой температурой стеклования (0.75 М LiTFSI в диоксолане) при -60 °С сохраняется более 65 % исходной емкости при комнатной температуре, а сопротивление стадии переноса заряда при этой температуре составило ~100 Ом [24]. Было показано, что мощностные характеристики ячейки с катодом на основе LiNi0.6Co0.6Mn0.602 (КМС622) и графитовым анодом при низких температурах в наибольшей степени ограничиваются значительным ростом сопротивления стадии переноса заряда для графита и падением коэффициента диффузии ионов лития в его структуре [25].

Однако, стоит отметить, что кинетика стадий интеркаляции в различной степени подвержена влиянию температуры, в связи с чем, в разных температурных интервалах лимитирующими могут становиться различные процессы. Например, для LiNi0.5Mn0.3Co0.202 (ЫМС532) было показано, что при комнатной температуре лимитирующей стадией является твердотельная диффузия [26]. Однако, при понижении температуры до 0 °С стадия переноса заряда становится лимитирующей ввиду наибольшего активационного барьера и наибольшей величины перенапряжения этой стадии.

Более того, на характеристики аккумулятора значительное влияние также может оказывать кинетика фазового перехода в процессе (де-)интеркаляции. Например, известно, что такие материалы как LFP и ЦГО претерпевают фазовые переходы в процессе интеркаляции Li+ [27-30]. В литературе приводятся данные об активационных барьерах стадии переноса заряда [31, 32] и твердотельной диффузии [33], однако информация о кинетических ограничениях стадии фазового перехода отсутствует.

Таблица 1 - Величины емкости, сопротивления стадии переноса заряда и коэффициентов диффузии при низких температурах для разных электродных материалов. Используемые сокращения при обозначении растворителей: этиленкарбонат (ЭК), диметилкарбонат (ДМК), этилметилкарбонат (ЭМК), фторэтилеканбонат (ФЭК), этилтрифторацетат (ЭТФА).

Материал Раствор электролита Ёмкость (мА-ч-г1) Сопротивление стадии переноса заряда (О.) Коэф. диф. (см^с1) Ссылка

ЬБР 1М и?¥() ЭК/ДМК/ЭМК 1/1/1 по объему ~ 120 (0.1С, 25 °С) [34] 72.2(0.1С,-40 °С) 341 (0 °С) 1149 (-40 °С) [21]

ЬБР/С-Р 1М и?¥() ЭК/ДМК/ЭМК 1/1/1 по объему 165.6 (0.1С, КГ) 82.7(0.1С,-40 °С) 32 (0 °С) 98 (-40 °С)

Шео.дзМпо.озРСМ 1М и?¥() ЭК/ДЭК/ДМК 1/1/1 по объему 160.8 (0.5С, 25 °С) 15 (0.5С, -40 °С) 69.55 (25 °С) 1.959-104 (-40 °С) [35]

ШеР04/С (2.2 % С) ш ЭК/ДМК 1/1 по объему 141.8 (0.3С, 25 °С) 46.7 (0.3С, -20 °С) 80 (23 °С) 781 (-20 °С) 8.63 10"11 (23 °С) 0.25-Ю"11 (-20 °С) [33]

ЬБР 1 М ¥\Р¥() ЭК/ДМК/ДЭК/ЭМК 1/1/1/3 по объему 134.5 (1С, 20 °С) 69.5 (1С, -40 °С) 68.2 П (20 °С) 2005.4 П (-40 °С) 1.7 10"12 (20 °С) 2.12-10"14 (-40 °С) [36]

Продолжение таблицы 1

Материал Раствор электролита Ёмкость (мА-ч-г1) Сопротивление стадии переноса заряда (£2) Коэф. диф. (см^с1) Ссылка

Шео.98Мпо.о2Р04/С ШеР04/С. 1 М ЫРБе ЭК/ДМК/ДЭК/ЭМК 1/1/1/3 по объему ЫРео.98Мпо.о2Р04/С: 137.8 (1С, 25 °С) 70.5 (1С, -40 °С) 1лГеР04/С: 134.5 (1С, 25 °С) 69.0 (1С, -40 °С). 1лБ ео ,98Мпо .02РО4/С: 90.43 (20 °С) 610.2 (-40 °С) ЫГеР04/С: 98.2 (20 °С) 2005.4 (-40 °С) ЫГео.98Мпо.о2Р04/С: 5.5-Ю"12 (20 °С) 3.4-10"13 (-40 °С) ЫГеР04/С: 1.7 10"12 (20 °С) 2.Г10"14 (-40 °С) [22]

иЛ^О^-ТЮг ГОМЫРБб ЭК/ДМК/ЭМК 1/1/1 по объему 167 (0.2С, 25 °С) 94 (0.2С, -40 °С) 96.7 (25 °С) 8950 (-20 °С) 3.64-10"13 (25 °С) 5.45-10"15(-20 °С) [37]

ыо/с 1М и?¥() ЭК/ДМК 1/1 по объему 180 (1С, 25 °С) 120 (1С, -20 °С) 50.9 (25 °С) 993.4 (-20 °С) 2.4-10"13 (25 °С) 2.8-10"16 (-20 °С) [23]

ГлЛЪОи-МЫ7 1.2 М 1лРБб ЭК/ЭМК 3/7 по объему 167 (1С, 25 °С) 100 (1С, -20 °С) [38]

ЬТО/Аё/СЫТ 0.75 МШТ81 диоксолан 170 (1С, 20 °С) 112 (1С,-60 °С) -50(20 °С) 100 (-40 °С) [24]

LiNio.6coo.6Mno.602 Графит 1 М ЫРБе ЭК/ЭМК/ДМК 1/1/ 1 по объему ЫМо.бСоо.бМпо.бОг: 165 (0.2С, 25 °С) 91.78 (0.2С, -32 °С) Графит: 353 (0.2С, 25 °С) 47.88 (0.2С, -32 °С) ЫМо.бСоо.бМпо.бОг: 1.13 -9-10"8 (25 °С) 2.46-9-Ю"10 (-32 °С) Графит: 1.38-9-10"8 (25 °С) 4.79-9-10"13 (-32 °С) [25]

Продолжение таблицы 1

Материал Раствор электролита Ёмкость Сопротивление стадии Коэф. диф. Ссылка

(мА-ч-г1) переноса заряда (£2) (см^с1)

Li1.2Nio.15Coo.10Mno.55O2 М9П: Полная ячейка Li1.2Ni0.15Co0.10Mn0.55O2: [39]

Графит 1 М ОРБв МП/ФЭК 1Л1.2№о.15Соо.юМпо.5502/ГрафиТ М9П:

9/1 по объему М9П, ЬРЗО, ЬР40: 2 (25 °С); 17 (-20 °С)

ЬР-40: 157.9 (0.1С, 25 °С) LP30:

1М и?¥() ЭК/ДЭК 1/1 2 (25 °С); 42 (-20 °С)

по объему М9П: 133 (0.1С, -32 °С) LP40:

ЬРЗО: ЬРЗО: 97 (0.1С, -32 °С) 2 (25 °С); 106 (-20 °С)

1 М ОРБв ЭК/ДМК 1/1 ЬР40: 52 (0.1С, -32 °С)

по объему Графит:

М9П:

0.5 (25 °С); 8 (-20 °С)

ГР30:

0.02 (25 °С); 2 (-20 °С)

ЬР40:

0.5 (25 °С); 22 (-20 °С)

Графит с покрытием 1 М 1лТР81 ФЭК/ЭТФА 330 (0.1С, 25 °С) 34 (25 °С) [40]

бензолсульфоната 3/7 по массе 150(0.1С,-20 °С) 67 (-20 °С)

о\

1.2.1 Замедленный межфазный переноса заряда как лимитирующий фактор

В растворах электролита в органических карбонатах ввиду образования ТЭС перенос иона через межфазную границу раствор электролита/электрод включает несколько основных стадий

[41, 42]:

1) частичная десольватация иона и образование адсорбированного иона на границе с

ТЭС;

2) внедрение иона в ТЭС;

3) транспорт иона в объеме ТЭС и образование адсорбированного иона на поверхности активного материала;

4) внедрение иона в структуру материала с сопряженным переносом электрона от токосъемника к редокс активному атому материала.

В водных растворах электролитов, напротив, формирования ТЭС на поверхности активного материала не наблюдается, за исключением растворов с высокой концентрацией соли [43, 44], в связи с чем перенос заряда происходит непосредственно через границу электрод/раствор.

Выводы о кинетике стадии переноса заряда, как правило, основываются на расчете кажущихся энергий активации из данных спектроскопии электрохимического импеданса (СЭИ). На спектрах электрохимического импеданса, зарегистрированных в растворах органических карбонатов (т.е. в условиях, способствующих образованию ТЭС) и в водном растворе (т.е. в отсутствии ТЭС) наблюдаются значимые отличия: на спектре, зарегистрированном в водном растворе, наблюдается единственная полуокружность, соответствующая сопротивлению стадии переноса заряда (рисунок 3 а), в то время как на спектре, зарегистрированном, например, в пропиленкарбонате (ПК), для того же материала присутствуют две полуокружности (рисунок 3б) [41]. Считается, что диаметр полуокружности при высоких частотах соответствует сопротивлению стадии транспорта через ТЭС, так как его присутствие наблюдается только на спектрах, зарегистрированных в средах, способствующих росту ТЭС [41, 42]. Кроме того, диаметр полуокружности при высоких частотах в значительной степени изменяется с увеличением количества проведенных циклов заряда/разряда [45], что связано с ростом толщины ТЭС и, как следствие, увеличением его сопротивления. Диаметр полуокружности при средних частотах относят к сопротивлению стадии переноса заряда ввиду выраженной зависимости диаметра полуокружности от потенциала [41, 42], форма которой находится в удовлетворительном согласии с моделью кинетики Батлера-Фольмера [46].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Комайко Алёна Игоревна, 2026 год

Список литературы

1. Kim T., Song W., Son D.-Y., Ono L.K., Qi Y. Lithium-ion batteries: outlook on present, future, and hybridized technologies // J. Mater. Chem. A — 2019. — T. 7. — №. 7. — C. 2942-2964.

2. Kim H.-J., Krishna T.N.V., Zeb K., Rajangam V., Gopi C.V.V.M., Sambasivam S., Raghavendra K.V.G., Obaidat I.M. A Comprehensive Review of Li-Ion Battery Materials and Their Recycling Techniques // Electronics — 2020. — T. 9. — №. 7. — C. 1161.

3. Goodenough J.B., Park K.S. The Li-ion rechargeable battery: a perspective // J. Am. Chem. Soc. — 2013. — T. 135. — №. 4. — C. 1167-1176.

4. Tarascon J.M., Armand M. Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries // Nature — 2001. — T. 414. — №. 6861. — C. 359-367.

5. Fly A., Kirkpatrick I., Chen R. Low temperature performance evaluation of electrochemical energy storage technologies // Appl. Therm. Eng. — 2021. — T. 189. — C. 116750.

6. Nagasubramanian G. Electrical characteristics of 18650 Li-ion cells at low temperatures // J. Appl. Electrochem. — 2001. — T. 31. — №. 1. — C. 99-104.

7. Wang C.Y., Zhang G., Ge S., Xu T., Ji Y., Yang X.G., Leng Y. Lithium-ion battery structure that self-heats at low temperatures // Nature — 2016. — T. 529. — №. 7587. — C. 515-518.

8. Zeng Y., Chalise D., Lubner S.D., Kaur S., Prasher R.S. A review of thermal physics and management inside lithium-ion batteries for high energy density and fast charging // Energy Storage Mater. — 2021. — T. 41. — C. 264-288.

9. Jaguemont J., Boulon L., Dubé Y. A comprehensive review of lithium-ion batteries used in hybrid and electric vehicles at cold temperatures // Appl. Energy — 2016. — T. 164. — C. 99-114.

10. Jaguemont J., Van Mierlo J. A comprehensive review of future thermal management systems for battery-electrified vehicles // J. Energy Storage — 2020. — T. 31. — C. 101551.

11. Kasavajjula U.S., Wang C., Arce P.E. Discharge Model for LiFePO4 Accounting for the Solid Solution Range // J. Electrochem. Soc. — 2008. — T. 155. — №. 11. — C. A866.

12. Wang C., Kasavajjula U.S., Arce P.E. A Discharge Model for Phase Transformation Electrodes: Formulation, Experimental Validation, and Analysis // J. Phys. Chem. C — 2007. — T. 111. — №. 44. — C. 16656-16663.

13. Aksyonov D.A., Nikitina V.A. Charge transfer through interfaces in metal-ion intercalation systems // Book: Comprehensive Inorganic Chemistry III. 3-rd ed. Oxford: Elsevier, 2021. C. 128-171.

14. Manthiram A. A reflection on lithium-ion battery cathode chemistry // Nat. Commun. — 2020. — T. 11. — №. 1. — C. 1550.

15. Masese T., Kanyolo G.M. Advancements in cathode materials for potassium-ion batteries: current landscape, obstacles, and prospects // Energy Adv. — 2024. — T. 3. — №. 1. — C. 60-107.

16. Xu S., Dong H., Yang D., Wu C., Yao Y., Rui X., Chou S., Yu Y. Promising Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries from Lab to Application // ACS Cent. Sci. — 2023. — T. 9. — №. 11. — C. 2012-2035.

17. Wittman R., Dubarry M., Ivanov S., Juba B.W., Romàn-Kustas J., Fresquez A., Langendorf J., Grant R., Taggart G., Chalamala B., Preger Y. Characterization of Cycle-Aged Commercial NMC and NCA Lithium-ion Cells: I. Temperature-Dependent Degradation // J. Electrochem. Soc. — 2023. — T. 170. — №. 12. — C. 120538.

18. Zhang S.S., Xu K., Jow T.R. Low temperature performance of graphite electrode in Li-ion cells // Electrochim. Acta — 2002. — T. 48. — №. 3. — C. 241-246.

19. Huang C.K., Sakamoto J.S., Wolfenstine J., Surampudi S. The Limits of Low-Temperature Performance of Li-Ion Cells // J. Electrochem. Soc. — 2000. — T. 147. — №. 8. — C. 2893.

20. Zhang S.S., Xu K., Jow T.R. Electrochemical impedance study on the low temperature of Li-ion batteries // Electrochim. Acta — 2004. — T. 49. — №. 7. — C. 1057-1061.

21. Cui X., Tuo K., Xie Y., Li C., Zhao D., Yang L., Fu X., Li S. Investigation on electrochemical performance at the low temperature of LFP/C-P composite based on phosphorus doping carbon network // Ionics — 2020. — T. 26. — №. 8. — C. 3795-3808.

22. Zeng L., Gong Q., Liao X., He L., He Y., Ma Z. Enhanced low-temperature performance of slight Mn-substituted LiFePOVC cathode for lithium ion batteries // Chin. Sci. Bull. — 2011. — T. 56. — №. 12. — C. 1262-1266.

23. Yuan T., Yu X., Cai R., Zhou Y., Shao Z. Synthesis of pristine and carbon-coated Li4Ti5O12 and their low-temperature electrochemical performance // J. Power Sources — 2010. — T. 195. — №. 15. — C. 4997-5004.

24. Hu B., Zhou X., Xu J., Wang X., Yuan N., Ge S., Ding J. Excellent Rate and Low Temperature Performance of Lithium-Ion Batteries based on Binder-Free Li4Ti5O12 Electrode // ChemElectroChem — 2020. — T. 7. — №. 3. — C. 716-722.

25. Yaqub A., Lee Y.-J., Hwang M.J., Pervez S.A., Farooq U., Choi J.-H., Kim D., Choi H.-Y., Cho S.-B., Doh C.-H. Low temperature performance of graphite and LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 electrodes in Li-ion batteries // J. Mater. Sci. — 2014. — T. 49. — №. 22. — C. 7707-7714.

26. Nickol A., Heubner C., Schneider M., Michaelis A. Understanding Low Temperature Limitations of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 Cathodes for Li-Ion Batteries // J. Electrochem. Soc. — 2022. — T. 169. — №. 5. — C. 050511.

27. Zhang X., van Hulzen M., Singh D.P., Brownrigg A., Wright J.P., van Dijk N.H., Wagemaker M. Direct view on the phase evolution in individual LiFePO4 nanoparticles during Li-ion battery cycling // Nat. Commun. — 2015. — T. 6. — C. 8333.

28. Love C.T., Korovina A., Patridge C.J., Swider-Lyons K.E., Twigg M.E., Ramaker D.E. Review of LiFePO4 Phase Transition Mechanisms and New Observations from X-ray Absorption Spectroscopy // J. Electrochem. Soc. — 2013. — T. 160. — №. 5. — C. A3153-A3161.

29. Assefa T.A., Suzana A.F., Wu L., Koch R.J., Li L., Cha W., Harder R.J., Bozin E.S., Wang F., Robinson I.K. Imaging the Phase Transformation in Single Particles of the Lithium Titanate Anode for Lithium-Ion Batteries // ACS Appl. Energy Mater. — 2021. — T. 4. — №. 1. — C. 111-118.

30. Mukai K., Nonaka T., Uyama T. Unveiling scale differences in the two-phase transformation of Li4Ti5Û12 via operando X-ray absorption and diffraction studies // Energy Storage Mater. — 2022. — T. 44. — C. 547-556.

31. Lin Y., Lin Y., Zhou T., Zhao G., Huang Y., Huang Z. Enhanced electrochemical performances of LiFePO4/C by surface modification with Sn nanoparticles // J. Power Sources — 2013.

— T. 226. — C. 20-26.

32. Nasara R.N., Ma W., Kondo Y., Miyazaki K., Miyahara Y., Fukutsuka T., Lin C.A., Lin S.K., Abe T. Charge-Transfer Kinetics of The Solid-Electrolyte Interphase on Li4Ti5Û12 Thin-Film Electrodes // ChemSusChem — 2020. — T. 13. — №. 16. — C. 4041-4050.

33. Rui X.H., Jin Y., Feng X.Y., Zhang L.C., Chen C.H. A comparative study on the low-temperature performance of LiFePO4/C and Li3V2(PO4)3/C cathodes for lithium-ion batteries // J. Power Sources — 2011. — T. 196. — №. 4. — C. 2109-2114.

34. Li C., Xie Y., Zhang N., Ai L., Liang Y., Tuo K., Ye X., Jia G., Li S. Optimization of LiFePO4 cathode material based on phosphorus doped graphite network structure for lithium ion batteries // Ionics

— 2018. — T. 25. — №. 3. — C. 927-937.

35. Li C., Hua N., Wang C., Kang X., Tuerdi W., Han Y. Effect of Mn2+-doping in LiFePO4 and the low temperature electrochemical performances // J. Alloys Compd. — 2011. — T. 509. — №. 5. — C. 1897-1900.

36. Liao X.-Z., Ma Z.-F., Gong Q., He Y.-S., Pei L., Zeng L.-J. Low-temperature performance of LiFePO4/C cathode in a quaternary carbonate-based electrolyte // Electrochem. Commun. — 2008.

— T. 10. — №. 5. — C. 691-694.

37. Huang C., Zhao S.-X., Peng H., Lin Y.-H., Nan C.-W., Cao G.-Z. Hierarchical porous Li4Ti5O12-TiO2 composite anode materials with pseudocapacitive effect for high-rate and low-temperature applications // J. Mater. Chem. A — 2018. — T. 6. — №. 29. — C. 14339-14351.

38. Zhang Y., Luo Y., Chen Y., Lu T., Yan L., Cui X., Xie J. Enhanced Rate Capability and Low-Temperature Performance of Li4Ti5Oi2 Anode Material by Facile Surface Fluorination // ACS Appl. Mater. Interfaces — 2017. — T. 9. — №. 20. — C. 17145-17154.

39. Cho Y.-G., Li M., Holoubek J., Li W., Yin Y., Meng Y.S., Chen Z. Enabling the Low-Temperature Cycling of NMC||Graphite Pouch Cells with an Ester-Based Electrolyte // ACS Energy Lett. — 2021. — T. 6. — №. 5. — C. 2016-2023.

40. Yu Y., Levine M.I., Yang Z., Jeon S., Stach E.A., Xie J. Boosting the Low-Temperature Performance of Graphite Anodes by Creating an Electrochemically Active Interface // ACS Appl. Energy Mater. — 2023. — T. 6. — №. 24. — C. 12371-12378.

41. Chekushkin P.M., Merenkov I.S., Smirnov V.S., Kislenko S.A., Nikitina V.A. The physical origin of the activation barrier in Li-ion intercalation processes: the overestimated role of desolvation // Electrochim. Acta — 2021. — T. 372. — C. 137843.

42. Levin E.E., Vassiliev S.Y., Nikitina V.A. Solvent effect on the kinetics of lithium ion intercalation into LiCoO2 // Electrochim. Acta — 2017. — T. 228. — C. 114-124.

43. Suo L., Borodin O., Gao T., Olguin M., Ho J., Fan X., Luo C., Wang C., Xu K. "Water-insalt" electrolyte enables high-voltage aqueous lithium-ion chemistries // Science — 2015. — T. 350. — №. 6263. — C. 938-943.

44. Suo L., Oh D., Lin Y., Zhuo Z., Borodin O., Gao T., Wang F., Kushima A., Wang Z., Kim H.-C., Qi Y., Yang W., Pan F., Li J., Xu K., Wang C. How Solid-Electrolyte Interphase Forms in Aqueous Electrolytes // J. Am. Chem. Soc. — 2017. — T. 139. — №. 51. — C. 18670-18680.

45. Guo J., Jin S., Sui X., Huang X., Xu Y., Li Y., Kristensen P.K., Wang D., Pedersen K., Gurevich L., Stroe D.-I. Unravelling and quantifying the aging processes of commercial Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2/graphite lithium-ion batteries under constant current cycling // J. Mater. Chem. A — 2023. — T. 11. — №. 1. — C. 41-52.

46. Vassiliev S.Y., Levin E.E., Nikitina V.A. Kinetic analysis of lithium intercalating systems: cyclic voltammetry // Electrochim. Acta — 2016. — T. 190. — C. 1087-1099.

47. Jow T.R., Marx M.B., Allen J.L. Distinguishing Li+Charge Transfer Kinetics at NCA/Electrolyte and Graphite/Electrolyte Interfaces, and NCA/Electrolyte and LFP/Electrolyte Interfaces in Li-Ion Cells // J. Electrochem. Soc. — 2012. — T. 159. — №. 5. — C. A604-A612.

48. Nikitina V.A., Zakharkin M.V., Vassiliev S.Y., Yashina L.V., Antipov E.V., Stevenson K.J. Lithium Ion Coupled Electron-Transfer Rates in Superconcentrated Electrolytes: Exploring the Bottlenecks for Fast Charge-Transfer Rates with LiMmO4 Cathode Materials // Langmuir — 2017. — T. 33. — №. 37. — C. 9378-9389.

49. Lin F., Markus I.M., Nordlund D., Weng T.C., Asta M.D., Xin H.L., Doeff M.M. Surface reconstruction and chemical evolution of stoichiometric layered cathode materials for lithium-ion batteries // Nat. Commun. — 2014. — Т. 5. — С. 3529.

50. Jung S.K., Gwon H., Hong J., Park K.Y., Seo D.H., Kim H., Hyun J., Yang W., Kang K. Understanding the Degradation Mechanisms of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 Cathode Material in Lithium Ion Batteries // Adv. Energy Mater. — 2013. — Т. 4. — №. 1. — С. 1300787.

51. Lin F., Nordlund D., Li Y., Quan M.K., Cheng L., Weng T.-C., Liu Y., Xin H.L., Doeff M.M. Metal segregation in hierarchically structured cathode materials for high-energy lithium batteries // Nat. Energy — 2016. — Т. 1. — №. 1. — С. 15004.

52. Tian C., Lin F., Doeff M.M. Electrochemical Characteristics of Layered Transition Metal Oxide Cathode Materials for Lithium Ion Batteries: Surface, Bulk Behavior, and Thermal Properties // Acc. Chem. Res. — 2017. — Т. 51. — №. 1. — С. 89-96.

53. Zhu J., Sharifi-Asl S., Garcia J.C., Iddir H.H., Croy J.R., Shahbazian-Yassar R., Chen G. Atomic-Level Understanding of Surface Reconstruction Based on Li[NixM%Co1-x-y]O2 Single-Crystal Studies // ACS Appl. Energy Mater. — 2020. — Т. 3. — №. 5. — С. 4799-4811.

54. Lin F., Nordlund D., Pan T., Markus I.M., Weng T.-C., Xin H.L., Doeff M.M. Influence of synthesis conditions on the surface passivation and electrochemical behavior of layered cathode materials // J. Mater. Chem. A — 2014. — Т. 2. — №. 46. — С. 19833-19840.

55. Steiner J.D., Mu L., Walsh J., Rahman M.M., Zydlewski B., Michel F.M., Xin H.L., Nordlund D., Lin F. Accelerated Evolution of Surface Chemistry Determined by Temperature and Cycling History in Nickel-Rich Layered Cathode Materials // ACS Appl. Mater. Interfaces — 2018. — Т. 10. — №. 28. — С. 23842-23850.

56. Jung R., Metzger M., Maglia F., Stinner C., Gasteiger H.A. Oxygen Release and Its Effect on the Cycling Stability of LiNixM%CozO2(NMC) Cathode Materials for Li-Ion Batteries // J. Electrochem. Soc. — 2017. — Т. 164. — №. 7. — С. A1361-A1377.

57. Pâez Fajardo G.J., Fiamegkou E., Gott J.A., Wang H., Temprano I., Seymour I.D., Ogley M.J.W., Menon AS., Stephens I.E.L., Ans M., Lee T.-L., Thakur P.K., Dose W.M., De Volder M.F.L., Grey C.P., Piper L.F.J. Synergistic Degradation Mechanism in Single Crystal Ni-Rich NMC//Graphite Cells // ACS Energy Lett. — 2023. — Т. 8. — №. 12. — С. 5025-5031.

58. Li S., Yao Z., Zheng J., Fu M., Cen J., Hwang S., Jin H., Orlov A., Gu L., Wang S., Chen Z., Su D. Direct Observation of Defect-Aided Structural Evolution in a Nickel-Rich Layered Cathode // Angew. Chem. Int. Ed. — 2020. — Т. 59. — №. 49. — С. 22092-22099.

59. Keefe A.S., Buteau S., Hill I.G., Dahn J.R. Temperature Dependent EIS Studies Separating Charge Transfer Impedance from Contact Impedance in Lithium-Ion Symmetric Cells // J. Electrochem. Soc. — 2019. — Т. 166. — №. 14. — С. A3272-A3279.

60. Jones J.-P., Smart M.C., Krause F.C., Ratnakumar B.V., Brandon E.J. The Effect of Electrolyte Composition on Lithium Plating During Low Temperature Charging of Li-Ion Cells // ECS Trans. — 2017. — T. 75. — №. 21. — C. 1-11.

61. Yao Y.X., Chen X., Yan C., Zhang X.Q., Cai W.L., Huang J.Q., Zhang Q. Regulating Interfacial Chemistry in Lithium-Ion Batteries by a Weakly Solvating Electrolyte // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. — 2021. — T. 60. — №. 8. — C. 4090-4097.

62. Xu K., von Cresce A., Lee U. Differentiating contributions to "ion transfer" barrier from interphasial resistance and Li+ desolvation at electrolyte/graphite interface // Langmuir — 2010. — T. 26. — №. 13. — C. 11538-11543.

63. Li J., Yuan C.F., Guo Z.H., Zhang Z.A., Lai Y.Q., Liu J. Limiting factors for low-temperature performance of electrolytes in LiFePOVLi and graphite/Li half cells // Electrochim. Acta — 2012. — T. 59. — C. 69-74.

64. Illig J., Ender M., Weber A., Ivers-Tiffée E. Modeling graphite anodes with serial and transmission line models // J. Power Sources — 2015. — T. 282. — C. 335-347.

65. Xu K. "Charge-Transfer" Process at Graphite/Electrolyte Interface and the Solvation Sheath Structure of Li+ in Nonaqueous Electrolytes // J. Electrochem. Soc. — 2007. — T. 154. — №. 3. — C. A162.

66. Yamada Y., Iriyama Y., Abe T., Ogumi Z. Kinetics of lithium ion transfer at the interface between graphite and liquid electrolytes: effects of solvent and surface film // Langmuir — 2009. — T. 25. — №. 21. — C. 12766-12770.

67. Ishihara Y., Miyazaki K., Fukutsuka T., Abe T. Kinetics of Lithium-Ion Transfer at the Interface between Li4Ti5Ü12 Thin Films and Organic Electrolytes // ECS Electrochem. Lett. — 2014. — T. 3. — №. 8. — C. A83-A86.

68. Sordi G., Luder D., Li W., Sauer D.U., Casalegno A., Rabissi C. Investigation of calendar ageing of lithium-ion battery through physical models with ex-situ validation // J. Power Sources — 2024. — T. 615. — C. 235076.

69. Adenusi H., Chass G.A., Passerini S., Tian K.V., Chen G. Lithium Batteries and the Solid Electrolyte Interphase (SEI)—Progress and Outlook // Adv. Energy Mater. — 2023. — T. 13. — №. 10. — C. 2203307.

70. Xu K., Lam Y., Zhang S.S., Jow T.R., Curtis T.B. Solvation Sheath of Li+ in Nonaqueous Electrolytes and Its Implication of Graphite/Electrolyte Interface Chemistry // J. Phys. Chem. C — 2007. — T. 111. — №. 20. — C. 7411-7421.

71. Nie M., Abraham D.P., Seo D.M., Chen Y., Bose A., Lucht B.L. Role of Solution Structure in Solid Electrolyte Interphase Formation on Graphite with LiPF6 in Propylene Carbonate // J. Phys. Chem. C — 2013. — T. 117. — №. 48. — C. 25381-25389.

72. You X., Chaudhari M., Rempe S., Pratt L.R. Dielectric Properties of Ethylene Carbonate and Propylene Carbonate Using Molecular Dynamics Simulations // ECS Trans. — 2015. — T. 69. — №. 1. — C. 107-111.

73. Xu K. Nonaqueous liquid electrolytes for lithium-based rechargeable batteries // Chem. Rev. — 2004. — T. 104. — №. 10. — C. 4303-4418.

74. Wang A., Kadam S., Li H., Shi S., Qi Y. Review on modeling of the anode solid electrolyte interphase (SEI) for lithium-ion batteries // npj Comput. Mater. — 2018. — T. 4. — №. 1. — C. 15.

75. Mo Y., Liu G., Chen J., Zhu X., Peng Y., Wang Y., Wang C., Dong X., Xia Y. Unraveling the temperature-responsive solvation structure and interfacial chemistry for graphite anodes // Energy Environ. Sci. — 2024. — T. 17. — № 1. — C. 227-237.

76. Wang C., Appleby A.J., Little F.E. Low-Temperature Characterization of Lithium-Ion Carbon Anodes via Microperturbation Measurement // J. Electrochem. Soc. — 2002. — T. 149. — №. 6. — C. A754.

77. Zhong M., Bai M., Shen W., Zhang J., Guo S. Fluorine-Terminated Self-Assembled Monolayers Grafted Graphite Anode Inducing a LiF-Dominated SEI Inorganic Layer for Fast-Charging Lithium-Ion Batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces — 2024. — T. 16. — №. 5. — C. 5813-5822.

78. Xu J., Zhang J., Pollard T.P., Li Q., Tan S., Hou S., Wan H., Chen F., He H., Hu E., Xu K., Yang X.Q., Borodin O., Wang C. Electrolyte design for Li-ion batteries under extreme operating conditions // Nature — 2023. — T. 614. — №. 7949. — C. 694-700.

79. Zhou W., Mo Y., Gao P., Wang K., Ke J., Liu Z., Chen S., Liu J. Decoupling Interfacial Kinetics Realizes 5C Fast Charging of Potassium-Ion Batteries Using Graphite Anode // Adv. Func. Mater. — 2024. — T. 34. — №. 21. — C. 2312994.

80. Yoo D.J., Liu Q., Cohen O., Kim M., Persson K.A., Zhang Z. Understanding the Role of SEI Layer in Low-Temperature Performance of Lithium-Ion Batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces — 2022. — T. 14. — №. 9. — C. 11910-11918.

81. Jow T.R., Delp S.A., Allen J.L., Jones J.-P., Smart M.C. Factors Limiting Li+Charge Transfer Kinetics in Li-Ion Batteries // J. Electrochem. Soc. — 2018. — T. 165. — №. 2. — C. A361-A367.

82. Wang F., Chen J., Tan Z., Wu M., Yi B., Su W., Wei Z., Liu S. Low-temperature electrochemical performances of LiFePO4 cathode materials for lithium ion batteries // J. Taiwan Inst. Chem. Eng. — 2014. — T. 45. — №. 4. — C. 1321-1330.

83. Huang Q., Yang Z., Mao J. Mechanisms of the decrease in low-temperature electrochemical performance of Li4Ti5Ü12-based anode materials // Sci. Rep. — 2017. — T. 7. — №. 1. — C. 15292.

84. Tsai P.-C., Wen B., Wolfman M., Choe M.-J., Pan M.S., Su L., Thornton K., Cabana J., Chiang Y.-M. Single-particle measurements of electrochemical kinetics in NMC and NCA cathodes for Li-ion batteries // Energy Environ. Sci. — 2018. — T. 11. — №. 4. — C. 860-871.

85. Wei Y., Zheng J., Cui S., Song X., Su Y., Deng W., Wu Z., Wang X., Wang W., Rao M., Lin Y., Wang C., Amine K., Pan F. Kinetics Tuning of Li-Ion Diffusion in Layered Li(NixMnyCoz)Ü2 // J. Am. Chem. Soc. — 2015. — T. 137. — №. 26. — C. 8364-8367.

86. Cui S., Wei Y., Liu T., Deng W., Hu Z., Su Y., Li H., Li M., Guo H., Duan Y., Wang W., Rao M., Zheng J., Wang X., Pan F. Optimized Temperature Effect of Li-Ion Diffusion with Layer Distance in Li(№xM%Coz)Ü2 Cathode Materials for High Performance Li-Ion Battery // Adv. Energy Mater. — 2015. — T. 6. — №. 4. — C. 1501309.

87. Cai W., Yao Y.X., Zhu G.L., Yan C., Jiang L.L., He C., Huang J.Q., Zhang Q. A review on energy chemistry of fast-charging anodes // Chem. Soc. Rev. — 2020. — T. 49. — №. 12. — C. 38063833.

88. Levi M.D., Aurbach D. Diffusion Coefficients of Lithium Ions during Intercalation into Graphite Derived from the Simultaneous Measurements and Modeling of Electrochemical Impedance and Potentiostatic Intermittent Titration Characteristics of Thin Graphite Electrodes // J. Phys. Chem. B — 1997. — T. 101. — №. 23. — C. 4641-4647.

89. Weng S., Yang G., Zhang S., Liu X., Zhang X., Liu Z., Cao M., Ates M.N., Li Y., Chen L., Wang Z., Wang X. Kinetic Limits of Graphite Anode for Fast-Charging Lithium-Ion Batteries // Nanomicro Lett. — 2023. — T. 15. — №. 1. — C. 215.

90. Wang J., Chen-Wiegart Y.C., Wang J. In operando tracking phase transformation evolution of lithium iron phosphate with hard X-ray microscopy // Nat. Commun. — 2014. — T. 5. — C. 4570.

91. Niu J., Kushima A., Qian X., Qi L., Xiang K., Chiang Y.M., Li J. In situ observation of random solid solution zone in LiFePO4 electrode // Nano Lett. — 2014. — T. 14. — №. 7. — C. 400510.

92. Ohmer N., Fenk B., Samuelis D., Chen C.C., Maier J., Weigand M., Goering E., Schutz G. Phase evolution in single-crystalline LiFePO4 followed by in situ scanning X-ray microscopy of a micrometre-sized battery // Nat. Commun. — 2015. — T. 6. — C. 6045.

93. Joshi Y., Lawitzki R., Schmitz G. Slow-Moving Phase Boundary in Li4/3+xTi5/3Ü4 // Small Methods — 2021. — T. 5. — №. 10. — C. e2100532.

94. Heubner C., Nikolowski K., Reuber S., Schneider M., Wolter M., Michaelis A. Recent Insights into Rate Performance Limitations of Li-ion Batteries // Batteries Supercaps — 2020. — T. 4. — №. 2. — C. 268-285.

95. Lv Z., Yue M., Ling M., Zhang H., Yan J., Zheng Q., Li X. Controllable Design Coupled with Finite Element Analysis of Low-Tortuosity Electrode Architecture for Advanced Sodium-Ion Batteries with Ultra-High Mass Loading // Adv. Energy Mater. — 2021. — T. 11. — №. 17. — C.2003725.

96. Ogihara N., Kawauchi S., Okuda C., Itou Y., Takeuchi Y., Ukyo Y. Theoretical and Experimental Analysis of Porous Electrodes for Lithium-Ion Batteries by Electrochemical Impedance Spectroscopy Using a Symmetric Cell // J. Electrochem. Soc. — 2012. — T. 159. — №. 7. — C. A1034-A1039.

97. Xu M., Reichman B., Wang X. Modeling the effect of electrode thickness on the performance of lithium-ion batteries with experimental validation // Energy — 2019. — T. 186. — C. 115864.

98. Heubner C., Nickol A., Seeba J., Reuber S., Junker N., Wolter M., Schneider M., Michaelis A. Understanding thickness and porosity effects on the electrochemical performance of LiNio.6Coo.2Mno.2O2-based cathodes for high energy Li-ion batteries // J. Power Sources — 2019. — T. 419. — C. 119-126.

99. Heubner C., Schneider M., Michaelis A. Diffusion-Limited C-Rate: A Fundamental Principle Quantifying the Intrinsic Limits of Li-Ion Batteries // Adv. Energy Mater. — 2019. — T. 10. — №. 2. —

C. 1902523.

100. Nguyen T.-T., Demortiere A., Fleutot B., Delobel B., Delacourt C., Cooper S.J. The electrode tortuosity factor: why the conventional tortuosity factor is not well suited for quantifying transport in porous Li-ion battery electrodes and what to use instead // npj Comput. Mater. — 2020. — T. 6. — №. 1. — C. 123.

101. Pietsch P., Wood V. X-Ray Tomography for Lithium Ion Battery Research: A Practical Guide // Annu. Rev. Mater. Res. — 2017. — T. 47. — №. 1. — C. 451-479.

102. Eastwood D.S., Bradley R.S., Tariq F., Cooper S.J., Taiwo O.O., Gelb J., Merkle A., Brett

D.J.L., Brandon N.P., Withers P.J., Lee P.D., Shearing P.R. The application of phase contrast X-ray techniques for imaging Li-ion battery electrodes // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., B — 2014. — T. 324. — C. 118-123.

103. Hutzenlaub T., Asthana A., Becker J., Wheeler D.R., Zengerle R., Thiele S. FIB/SEM-based calculation of tortuosity in a porous LiCoO2 cathode for a Li-ion battery // Electrochem. Commun. — 2013. — T. 27. — C. 77-80.

104. Vogel J.E., Forouzan M.M., Hardy E.E., Crawford S.T., Wheeler D.R., Mazzeo B.A. Electrode microstructure controls localized electronic impedance in Li-ion batteries // Electrochim. Acta

— 2019. — T. 297. — C. 820-825.

105. Landesfeind J., Hattendorff J., Ehrl A., Wall W.A., Gasteiger H.A. Tortuosity Determination of Battery Electrodes and Separators by Impedance Spectroscopy // J. Electrochem. Soc.

— 2016. — T. 163. — №. 7. — C. A1373-A1387.

106. Usseglio-Viretta F.L.E., Colclasure A., Mistry A.N., Claver K.P.Y., Pouraghajan F., Finegan D.P., Heenan T.M.M., Abraham D., Mukherjee P.P., Wheeler D., Shearing P., Cooper S.J., Smith K. Resolving the Discrepancy in Tortuosity Factor Estimation for Li-Ion Battery Electrodes

through Micro-Macro Modeling and Experiment // J. Electrochem. Soc. — 2018. — T. 165. — №. 14. — C. A3403-A3426.

107. Landesfeind J., Ebner M., Eldiven A., Wood V., Gasteiger H.A. Tortuosity of Battery Electrodes: Validation of Impedance-Derived Values and Critical Comparison with 3D Tomography // J. Electrochem. Soc. — 2018. — T. 165. — №. 3. — C. A469-A476.

108. Kroll M., Hlushkou D., Schlabach S., Höltzel A., Roling B., Tallarek U. Reconstruction-Simulation Approach Verifies Impedance-Derived Ion Transport Tortuosity of a Graphite Battery Electrode // J. Electrochem. Soc. — 2018. — T. 165. — №. 13. — C. A3156-A3163.

109. Padhi A.K., Nanjundaswamy K.S., Goodenough J.B. Phospho-olivines as Positive-Electrode Materials for Rechargeable Lithium Batteries // J. Electrochem. Soc. — 1997. — T. 144. — №. 4. — C. 1188-1194.

110. Zhang W.-J. Structure and performance of LiFePO4 cathode materials: A review // J. Power Sources — 2011. — T. 196. — №. 6. — C. 2962-2970.

111. Yamada A., Koizumi H., Sonoyama N., Kanno R. Phase Change in LixFePÜ4 // Electrochem. Solid-State Lett. — 2005. — T. 8. — №. 8. — C. A409.

112. Srinivasan V., Newman J. Discharge Model for the Lithium Iron-Phosphate Electrode // J. Electrochem. Soc. — 2004. — T. 151. — №. 10. — C. A1517.

113. Chung S.Y., Bloking J.T., Chiang Y.M. Electronically conductive phospho-olivines as lithium storage electrodes // Nat. Mater. — 2002. — T. 1. — №. 2. — C. 123-128.

114. Xie H.M., Wang R.S., Ying J.R., Zhang L.Y., Jalbout A.F., Yu H.Y., Yang G.L., Pan X.M., Su Z.M. Optimized LiFePO4-Polyacene Cathode Material for Lithium-Ion Batteries // Adv. Mater. — 2006. — T. 18. — №. 19. — C. 2609-2613.

115. Yan X., Yang G., Liu J., Ge Y., Xie H., Pan X., Wang R. An effective and simple way to synthesize LiFePO4/C composite // Electrochim. Acta — 2009. — T. 54. — №. 24. — C. 5770-5774.

116. Oh S.W., Myung S.T., Oh S.M., Oh K.H., Amine K., Scrosati B., Sun Y.K. Double carbon coating of LiFePO4 as high rate electrode for rechargeable lithium batteries // Adv. Mater. — 2010. — T. 22. — №. 43. — C. 4842-4845.

117. Cheng F., Wan W., Tan Z., Huang Y., Zhou H., Chen J., Zhang X. High power performance of nano-LiFePÜ4/C cathode material synthesized via lauric acid-assisted solid-state reaction // Electrochim. Acta — 2011. — T. 56. — №. 8. — C. 2999-3005.

118. Shin H.C., Nam K.W., Chang W.Y., Cho B.W., Yoon W.-S., Yang X.-Q., Chung K.Y. Comparative studies on C-coated and uncoated LiFePO4 cycling at various rates and temperatures using synchrotron based in situ X-ray diffraction // Electrochim. Acta — 2011. — T. 56. — №. 3. — C. 11821189.

119. Yao J., Wu F., Qiu X., Li N., Su Y. Effect of CeO2-coating on the electrochemical performances of LiFePOVC cathode material // Electrochim. Acta — 2011. — Т. 56. — №. 16. — С. 5587-5592.

120. Zhou Y., Gu C D., Zhou J.P., Cheng L.J., Liu W.L., Qiao Y.Q., Wang X.L., Tu J.P. Effect of carbon coating on low temperature electrochemical performance of LiFePOVC by using polystyrene sphere as carbon source // Electrochim. Acta — 2011. — Т. 56. — №. 14. — С. 5054-5059.

121. Zheng J.-c., Zhang B., Zhang M., Wu L. Low-temperature Electrochemical Performance of LiFePOVC Cathode with 3D Conducting Networks // Chem. Lett. — 2012. — Т. 41. — №. 3. — С. 232233.

122. Huang G., Li W., Sun H., Wang J., Zhang J., Jiang H., Zhai F. Polyvinylpyrrolidone (PVP) assisted synthesized nano-LiFePOVC composite with enhanced low temperature performance // Electrochim. Acta — 2013. — Т. 97. — С. 92-98.

123. Tang H., Xu J. Enhanced electrochemical performance of LiFePO4 coated with Li0.34La0.51TiO2.94 by rheological phase reaction method // Mater. Sci. Eng., B — 2013. — Т. 178. — №. 20. — С. 1503-1508.

124. Wang H.-Q., Zhang X.-H., Zheng F.-H., Huang Y.-G., Li Q.-Y. Surfactant effect on synthesis of core-shell LiFePO4/C cathode materials for lithium-ion batteries // J. Solid State Electrochem. — 2014. — Т. 19. — №. 1. — С. 187-194.

125. Yao B., Ding Z., Zhang J., Feng X., Yin L. Encapsulation of LiFePO4 by in-situ graphitized carbon cage towards enhanced low temperature performance as cathode materials for lithium ion batteries // J. Solid State Chem. — 2014. — Т. 216. — С. 9-12.

126. Cai G., Guo R., Liu L., Yang Y., Zhang C., Wu C., Guo W., Jiang H. Enhanced low temperature electrochemical performances of LiFePO4/C by surface modification with Ti3SiC2 // J. Power Sources — 2015. — Т. 288. — С. 136-144.

127. Zhao N., Zhi X., Wang L., Liu Y., Liang G. Effect of microstructure on low temperature electrochemical properties of LiFePO4/C cathode material // J. Alloys Cmpd. — 2015. — Т. 645. — С. 301-308.

128. Yang G., Jiang C., He X., Ying J., Cai F. Preparation of V-LiFePO4 cathode material for Li-ion batteries // Ionics — 2011. — Т. 18. — №. 1-2. — С. 59-64.

129. Pang L., Zhao M., Zhao X., Chai Y. Preparation and electrochemical performance of Gd-doped LiFePO4/C composites // J. Power Sources — 2012. — Т. 201. — С. 253-258.

130. Zhang H., Xu Y., Zhao C., Yang X., Jiang Q. Effects of carbon coating and metal ions doping on low temperature electrochemical properties of LiFePO4 cathode material // Electrochim. Acta — 2012. — Т. 83. — С. 341-347.

131. Mi Y., Yang C., Zuo Z., Qi L., Tang C., Zhang W., Zhou H. Positive Effect of Minor Manganese Doping on the Electrochemical Performance of LiFePOVC under Extreme Conditions // Electrochim. Acta — 2015. — T. 176. — C. 642-648.

132. Yang W., Bi Y., Qin Y., Liu Y., Zhang X., Yang B., Wu Q., Wang D., Shi S. LiMno.8Feo.2POVC cathode material synthesized via co-precipitation method with superior high-rate and low-temperature performances for lithium-ion batteries // J. Power Sources — 2015. — T. 275. — C. 785-791.

133. Zhao N., Li Y., Zhao X., Zhi X., Liang G. Effect of particle size and purity on the low temperature electrochemical performance of LiFePOVC cathode material // J. Alloys Cmpd. — 2016.

— T. 683. — C. 123-132.

134. Meethong N., Huang H.-Y.S., Carter W.C., Chiang Y.-M. Size-Dependent Lithium Miscibility Gap in Nanoscale Lh-xFePO4 // Electrochem. Solid-State Lett. — 2007. — T. 10. — №2. 5. — C. A134.

135. Liu B., Zhang Q., Li Y., Hao Y., Ali U., Li L., Zhang L., Wang C., Su Z. Realizing Complete Solid-Solution Reaction to Achieve Temperature Independent LiFePO4 for High Rate and Low Temperature Li-Ion Batteries // CCS Chem. — 2023. — T. 5. — №. 1. — C. 209-220.

136. Ohzuku T., Ueda A., Yamamoto N. Zero-Strain Insertion Material of Li[Lh/3Ti5/3]O4 for Rechargeable Lithium Cells // J. Electrochem. Soc. — 1995. — T. 142. — №. 5. — C. 1431-1435.

137. Zhang H., Yang Y., Xu H., Wang L., Lu X., He X. Li4Ti5O12 spinel anode: Fundamentals and advances in rechargeable batteries // InfoMat — 2021. — T. 4. — №. 4. — C. e12228.

138. Aldon L., Kubiak P., Womes M., Jumas J.C., Olivier-Fourcade J., Tirado J.L., Corredor J.I., Pérez Vicente C. Chemical and Electrochemical Li-Insertion into the Li4Ti5O12 Spinel // Chem. Mater.

— 2004. — T. 16. — №. 26. — C. 5721-5725.

139. Colin J.-F., Godbole V., Novâk P. In situ neutron diffraction study of Li insertion in Li4Ti5O12 // Electrochem. Commun. — 2010. — T. 12. — №. 6. — C. 804-807.

140. Marinaro M., Nobili F., Birrozzi A., Eswara Moorthy S.K., Kaiser U., Tossici R., Marassi R. Improved low-temperature electrochemical performance of Li4Ti5O12 composite anodes for Li-ion batteries // Electrochim. Acta — 2013. — V. 109. — P. 207-213.

141. Wang J., He T., Yang X., Cai Z., Wang Y., Lacivita V., Kim H., Ouyang B., Ceder G. Design principles for NASICON super-ionic conductors // Nat. Commun. — 2023. — T. 14. — №. 1. — C. 5210.

142. Jin T., Li H., Zhu K., Wang P.F., Liu P., Jiao L. Polyanion-type cathode materials for sodium-ion batteries // Chem. Soc. Rev. — 2020. — T. 49. — №. 8. — C. 2342-2377.

143. Sadan M.K., Haridas A.K., Kim H., Kim C., Cho G.B., Cho K.K., Ahn J.H., Ahn H.J. High power Na3V2(PÜ4)3 symmetric full cell for sodium-ion batteries // Nanoscale Adv. — 2020. — T. 2. — №. 11. — C. 5166-5170.

144. Chen Y.-H., Zhao Y.-H., Tian S.-H., Wang P.-F., Qiu F., Yi T.-F. Recent progress and strategic perspectives of high-voltage Na3V2(PÜ4)2F3 cathode: Fundamentals, modifications, and applications in sodium-ion batteries // Composites, Part B — 2023. — T. 266. — C. 111030.

145. Broux T., Fauth F., Hall N., Chatillon Y., Bianchini M., Bamine T., Leriche J.-B., Suard E., Carlier D., Reynier Y., Simonin L., Masquelier C., Croguennec L. High Rate Performance for Carbon-Coated Na3V2(PÜ4)2F3 in Na-Ion Batteries // Small Methods — 2018. — T. 3. — №. 4. — C. 1800215.

146. Chen G., Huang Q., Wu T., Lu L. Polyanion Sodium Vanadium Phosphate for Next Generation of Sodium-Ion Batteries—A Review // Adv. Funct. Mater. — 2020. — T. 30. — №. 34. — C. 2001289.

147. Yan G., Mariyappan S., Rousse G., Jacquet Q., Deschamps M., David R., Mirvaux B., Freeland J.W., Tarascon J.M. Higher Energy and Safer Sodium Ion Batteries Via an Electrochemically Made Disordered Na3V2(PÜ4)2F3 Material // Nat. Commun. — 2019. — T. 10. — №. 1. — C. 585.

148. Zeng X., Peng J., Guo Y., Zhu H., Huang X. Research Progress on Na3V2(PÜ4)3 Cathode Material of Sodium Ion Battery // Front. Chem. — 2020. — T. 8. — C. 635.

149. Zhang J., Lai Y., Li P., Wang Y., Zhong F., Feng X., Chen W., Liu J., Ai X., Yang H., Cao Y. Boosting Rate and Cycling Performance of K-Doped Na3V2(PÜ4^F3 Cathode for High-Energy-Density Sodium-Ion Batteries // Green Energy Environ. — 2022. — T. 7. — №. 6. — C. 1253-1262.

150. Zhu C., Wu C., Chen C.-C., Kopold P., van Aken P.A., Maier J., Yu Y. A High PowerHigh Energy Na3V2(PÜ4)2F3 Sodium Cathode: Investigation of Transport Parameters, Rational Design and Realization // Chem. Mater. — 2017. — T. 29. — №. 12. — C. 5207-5215.

151. Zhu L., Wang H., Sun D., Tang Y., Wang H. A Comprehensive Review on the Fabrication, Modification and Applications of Na3V2(PÜ4№ Cathodes // J. Mater. Chem. A — 2020. — T. 8. — №. 41. — C. 21387-21407.

152. Bianchini M., Brisset N., Fauth F., Weill F., Elkaim E., Suard E., Masquelier C., Croguennec L. Na3V2(PÜ4№ Revisited: A High-Resolution Diffraction Study // Chem. Mater. — 2014. — T. 26. — №. 14. — C. 4238-4247.

153. Bianchini M., Fauth F., Brisset N., Weill F., Suard E., Masquelier C., Croguennec L. Comprehensive Investigation of the Na3V2(PÜ4)2F3-NaV2(PÜ4)2F3 System by Operando High Resolution Synchrotron X-ray Diffraction // Chem. Mater. — 2015. — T. 27. — №. 8. — C. 3009-3020.

154. Shen C., Long H., Wang G., Lu W., Shao L., Xie K. Na3V2(PÜ4^3@C dispersed within carbon nanotube frameworks as a high tap density cathode for high-performance sodium-ion batteries // J. Mater. Chem. A — 2018. — T. 6. — №. 14. — C. 6007-6014.

155. Zhu L., Zhang Q., Sun D., Wang Q., Weng N., Tang Y., Wang H. Engineering the crystal orientation of Na3V2(PO4)2F3@rGO microcuboids for advanced sodium-ion batteries // Mater. Chem. Front. — 2020. — T. 4. — №. 10. — C. 2932-2942.

156. Yao Y., Zhang L., Gao Y., Chen G., Wang C., Du F. Assembly of Na3V2(PO4)2F3@C nanoparticles in reduced graphene oxide enabling superior Na+ storage for symmetric sodium batteries // RSC Adv. — 2018. — T. 8. — №. 6. — C. 2958-2962.

157. Qin M., Qin N., Lei M., Ji D., Liu W., Cao X., Fang G., Liang S. Construction of Na3V2(PO4)2F3@C/CNTs nanocomposites with three-dimensional conductive network as cathode materials for sodium-ion batteries // J. Electroan. Chem. — 2022. — T. 920. — C. 116613.

158. Subramanian Y., Oh W., Choi W., Lee H., Jeong M., Thangavel R., Yoon W.-S. Optimizing high voltage Na3V2(PO4)2F3 cathode for achieving high rate sodium-ion batteries with long cycle life // Chem. Eng. J. — 2021. — T. 403. — C. 126291.

159. Shraer S.D., Luchinin N.D., Trussov I.A., Aksyonov D.A., Morozov A.V., Ryazantsev S.V., Iarchuk A.R., Morozova P.A., Nikitina V.A., Stevenson K.J., Antipov E.V., Abakumov A.M., Fedotov S.S. Development of vanadium-based polyanion positive electrode active materials for high-voltage sodium-based batteries // Nat. Commun. — 2022. — T. 13. — №. 1. — C. 4097.

160. Huang J.Q., Du R., Zhang H., Liu Y., Chen J., Liu Y.J., Li L., Peng J., Qiao Y., Chou S.L. Low-cost Prussian blue analogues for sodium-ion batteries and other metal-ion batteries // Chem. Commun. — 2023. — T. 59. — №. 61. — C. 9320-9335.

161. Ren K.-R., Xu G.-N., Yu Z., Liu C.-Z., Wang P.-F., Zhang J.-H., He Y.-B., Yi T. -F. Towards Prussian blue analogues-based advanced aqueous batteries: From facing critical challenges to feasible solutions // Coord. Chem. Rev. — 2024. — T. 510. — C. 215833.

162. Buser H.J., Schwarzenbach D., Petter W., Ludi A. The crystal structure of Prussian Blue: Fe4[Fe(CN)6]3-xH2O // Inorg. Chem. — 2002. — T. 16. — №. 11. — C. 2704-2710.

163. Keggin J.F., Miles F.D. Structures and Formulœ of the Prussian Blues and Related Compounds // Nature — 1936. — T. 137. — №. 3466. — C. 577-578.

164. Muñoz M.J.P., Martínez E C. Book: Prussian Blue Based Batteries. Cham: Springer, 2018.

165. Zhao S., Guo Z., Yan K., Guo X., Wan S., He F., Sun B., Wang G. The Rise of Prussian Blue Analogs: Challenges and Opportunities for High-Performance Cathode Materials in Potassium-Ion Batteries // Small Struct. — 2020. — T. 2. — №. 1. — C. 2000054.

166. Wang B., Han Y., Wang X., Bahlawane N., Pan H., Yan M., Jiang Y. Prussian Blue Analogs for Rechargeable Batteries // iScience — 2018. — T. 3. — C. 110-133.

167. Fang Z., Yin Y., Qiu X., Zhu L., Dong X., Wang Y., Xia Y. Prussian Blue Cathode with Intercalation Pseudocapacitive Behavior for Low-Temperature Batteries // Adv. Energy Sustainability Res. — 2021. — T. 2. — №. 12. — C. 2100105.

168. Cheng G., Dong S. Chronoabsorptometric study of Prussian blue modified film electrode // Electrochim. Acta — 1987. — T. 32. — №. 11. — C. 1561-1565.

169. Feldman B.J., Murray R.W. Electron diffusion in wet and dry Prussian blue films on interdigitated array electrodes // Inorg. Chem. — 2002. — T. 26. — №. 11. — C. 1702-1708.

170. Viehbeck A., DeBerry D.W. Electrochemistry of Prussian Blue Films on Metal and Semiconductor Electrodes // J. Electrochem. Soc. — 1985. — T. 132. — №. 6. — C. 1369-1375.

171. Malik M.A., Kulesza P.J., Marassi R., Nobili F., Miecznikowski K., Zamponi S. Countercation intercalation and kinetics of charge transport during redox reactions of nickel hexacyanoferrate // Electrochim. Acta — 2004. — T. 49. — №. 25. — C. 4253-4258.

172. Malik M.A., Miecznikowski K., Kulesza P.J. Quartz crystal microbalance monitoring of mass transport during redox processes of cyanometallate modified electrodes: complex charge transport in nickel hexacyanoferrate films // Electrochim. Acta — 2000. — T. 45. — №. 22-23. — C. 3777-3784.

173. Duan C., Meng Y., Wang Y., Zhang Z., Ge Y., Li X., Guo Y., Xiao D. High-crystallinity and high-rate Prussian Blue analogues synthesized at the oil-water interface // Inorg. Chem. Front. — 2021. — T. 8. — №. 8. — C. 2008-2016.

174. Shrivastava A., Smith K.C. Electron Conduction in Nanoparticle Agglomerates Limits Apparent Na+ Diffusion in Prussian Blue Analogue Porous Electrodes // J. Electrochem. Soc. — 2018. — T. 165. — №. 9. — C. A1777-A1787.

175. Ren W., Chen X., Zhao C. Ultrafast Aqueous Potassium-Ion Batteries Cathode for Stable Intermittent Grid-Scale Energy Storage // Adv. Energy Mater. — 2018. — T. 8. — №. 24. — C.1801413.

176. Qin M., Ren W., Meng J., Wang X., Yao X., Ke Y., Li Q., Mai L. Realizing Superior Prussian Blue Positive Electrode for Potassium Storage via Ultrathin Nanosheet Assembly // ACS Sustainable Chem. Eng. — 2019. — T. 7. — №. 13. — C. 11564-11570.

177. Takachi M., Fukuzumi Y., Moritomo Y. Na+ diffusion kinetics in nanoporous metal-hexacyanoferrates // Dalton Trans. — 2016. — T. 45. — №. 2. — C. 458-461.

178. Li L., Hu Z., Lu Y., Wang C., Zhang Q., Zhao S., Peng J., Zhang K., Chou S.L., Chen J. A Low-Strain Potassium-Rich Prussian Blue Analogue Cathode for High Power Potassium-Ion Batteries // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. — 2021. — T. 60. — №. 23. — C. 13050-13056.

179. He G., Nazar L.F. Crystallite Size Control of Prussian White Analogues for Nonaqueous Potassium-Ion Batteries // ACS Energy Lett. — 2017. — T. 2. — №. 5. — C. 1122-1127.

180. Zhu Y.-H., Yang X., Bao D., Bie X.-F., Sun T., Wang S., Jiang Y.-S., Zhang X.-B., Yan J.-M., Jiang Q. High-Energy-Density Flexible Potassium-Ion Battery Based on Patterned Electrodes // Joule — 2018. — T. 2. — №. 4. — C. 736-746.

181. Zhang C., Xu Y., Zhou M., Liang L., Dong H., Wu M., Yang Y., Lei Y. Potassium Prussian Blue Nanoparticles: A Low-Cost Cathode Material for Potassium-Ion Batteries // Adv. Func. Mater. — 2016. — T. 27. — №. 4. — C. 1604307.

182. Xue Q., Li L., Huang Y., Huang R., Wu F., Chen R. Polypyrrole-Modified Prussian Blue Cathode Material for Potassium Ion Batteries via In Situ Polymerization Coating // ACS Appl. Mater. Interfaces — 2019. — T. 11. — №. 25. — C. 22339-22345.

183. Bie X., Kubota K., Hosaka T., Chihara K., Komaba S. A novel K-ion battery: hexacyanoferrate(II)/graphite cell // J. Mater. Chem. A — 2017. — T. 5. — №. 9. — C. 4325-4330.

184. Jiang X., Zhang T., Yang L., Li G., Lee J.Y. A Fe/Mn-Based Prussian Blue Analogue as a K-Rich Cathode Material for Potassium-Ion Batteries // ChemElectroChem — 2017. — T. 4. — №°. 9. — C. 2237-2242.

185. Shadike Z., Shi D.-R., Tian-Wang T.-W., Cao M.-H., Yang S.-F., Chen J., Fu Z.-W. Long life and high-rate Berlin green FeFe(CN)6 cathode material for a non-aqueous potassium-ion battery // J. Mater. Chem. A — 2017. — T. 5. — №. 14. — C. 6393-6398.

186. Li C., Wang X., Deng W., Liu C., Chen J., Li R., Xue M. Size Engineering and Crystallinity Control Enable High-Capacity Aqueous Potassium-Ion Storage of Prussian White Analogues // ChemElectroChem — 2018. — T. 5. — №. 24. — C. 3887-3892.

187. Su D., McDonagh A., Qiao S.Z., Wang G. High-Capacity Aqueous Potassium-Ion Batteries for Large-Scale Energy Storage // Adv. Mater. — 2017. — T. 29. — №. 1. — C. 1604007.

188. Wessells C.D., Peddada S.V., Huggins R.A., Cui Y. Nickel hexacyanoferrate nanoparticle electrodes for aqueous sodium and potassium ion batteries // Nano Lett. — 2011. — T. 11. — №. 12. — C. 5421-5425.

189. Li Q., Liu G., Cheng H., Sun Q., Zhang J., Ming J. Low-Temperature Electrolyte Design for Lithium-Ion Batteries: Prospect and Challenges // Chem. Eur. J. — 2021. — T. 27. — №. 64. — C. 15842-15865.

190. Qin M., Zeng Z., Cheng S., Xie J. Challenges and strategies of formulating low-temperature electrolytes in lithium-ion batteries // Interdiscip. Mater. — 2023. — T. 2. — №. 2. — C. 308-336.

191. Aurbach D., Talyosef Y., Markovsky B., Markevich E., Zinigrad E., Asraf L., Gnanaraj J.S., Kim H.-J. Design of electrolyte solutions for Li and Li-ion batteries: a review // Electrochim. Acta — 2004. — T. 50. — №. 2-3. — C. 247-254.

192. Chernyak Y. Dielectric Constant, Dipole Moment, and Solubility Parameters of Some Cyclic Acid Esters // J. Chem. Eng. Data — 2006. — T. 51. — №. 2. — C. 416-418.

193. Wang L., Menakath A., Han F., Wang Y., Zavalij P.Y., Gaskell K.J., Borodin O., Iuga D., Brown S.P., Wang C., Xu K., Eichhorn B.W. Identifying the components of the solid-electrolyte interphase in Li-ion batteries // Nat. Chem. — 2019. — T. 11. — №. 9. — C. 789-796.

194. Melin T., Lundström R., Berg E.J. Revisiting the Ethylene Carbonate-Propylene Carbonate Mystery with Operando Characterization // Adv. Mater. Interfaces — 2021. — T. 9. — №. 8. —

C.2101258.

195. Lutsenko D.S., Belova E.V., Zakharkin M.V., Drozhzhin O.A., Antipov E.V. Low-Temperature Properties of the Sodium-Ion Electrolytes Based on EC-DEC, EC-DMC, and EC-DME Binary Solvents // Chemistry — 2023. — T. 5. — №. 3. — C. 1588-1598.

196. Smart M.C., Ratnakumar B.V., Surampudi S. Electrolytes for Low-Temperature Lithium Batteries Based on Ternary Mixtures of Aliphatic Carbonates // J. Electrochem. Soc. — 2019. — T. 146. — №. 2. — C. 486-492.

197. Smart M.C., Ratnakumar B.V., Whitcanack L.D., Chin K.B., Surampudi S., Croft H., Tice

D., Staniewicz R. Improved low-temperature performance of lithium-ion cells with quaternary carbonate-based electrolytes // J. Power Sources — 2003. — T. 119-121. — C. 349-358.

198. Ein-Eli Y., Thomas S.R., Chadha R., Blakley T.J., Koch V.R. Li-Ion Battery Electrolyte Formulated for Low-Temperature Applications // J. Electrochem. Soc. — 2019. — T. 144. — №. 3. — C. 823-829.

199. Ein-Eli Y., Aurbach D. The correlation between the cycling efficiency, surface chemistry and morphology of Li electrodes in electrolyte solutions based on methyl formate // J. Power Sources — 1995. — T. 54. — №. 2. — C. 281-288.

200. Logan E.R., Hall D.S., Cormier M.M.E., Taskovic T., Bauer M., Hamam I., Hebecker H., Molino L., Dahn J.R. Ester-Based Electrolytes for Fast Charging of Energy Dense Lithium-Ion Batteries // J. Phys. Chem. C — 2020. — T. 124. — №. 23. — C. 12269-12280.

201. Lei S., Zeng Z., Yan H., Qin M., Liu M., Wu Y., Zhang H., Cheng S., Xie J. Nonpolar Cosolvent Driving LUMO Energy Evolution of Methyl Acetate Electrolyte to Afford Lithium-Ion Batteries Operating at -60 °C // Adv. Funct. Mater. — 2023. — T. 33. — №. 34. — C. 2301028.

202. Mei W., Chen N., Wang B., Xu G., Wang H. Methyl Acetate Boosts the Low-Temperature Performance of Li4Ti5Ü12/Graphite Dual-Ion Batteries // Langmuir — 2024. — T. 40. — №. 22. — C. 11541-11547.

203. Fathollahi Zonouz A., Mosallanejad B. Use of ethyl acetate for improving low-temperature performance of lithium-ion battery // Monatsh. Chemie — 2019. — T. 150. — №. 6. — C. 1041-1047.

204. Li Z., Yao N., Yu L., Yao Y.-X., Jin C.-B., Yang Y., Xiao Y., Yue X.-Y., Cai W.-L., Xu L., Wu P., Yan C., Zhang Q. Inhibiting gas generation to achieve ultralong-lifespan lithium-ion batteries at low temperatures // Matter — 2023. — T. 6. — №. 7. — C. 2274-2292.

205. Che L., Hu Z., Zhang T., Dai P., Chen C., Shen C., Huang H., Jiao L., Jin T., Xie K. Regulating the interfacial chemistry of graphite in ethyl acetate-based electrolyte for low-temperature Li-ion batteries // Battery Energy — 2024. — T. 3. — №. 3. — C. 20230064.

206. Wang R., Cao J., Xu C., Wu N., Zhang S., Wu M. Low-temperature electrolytes based on linear carboxylic ester co-solvents for SiOx /graphite composite anodes // RSC Adv. — 2023. — T. 13. — №. 20. — C. 13365-13373.

207. Herreyre S., Huchet O., Barusseau S., Perton F., Bodet J.M., Biensan P. New Li-ion electrolytes for low temperature applications // J. Power Sources — 2001. — T. 97-98. — C. 576-580.

208. Smart M.C., Ratnakumar B.V., Surampudi S. Use of Organic Esters as Cosolvents in Electrolytes for Lithium-Ion Batteries with Improved Low Temperature Performance // J. Electrochem. Soc. — 2002. — T. 149. — №. 4. — C. A361.

209. Smart M.C., Ratnakumar B.V., Surampudi S., Wang Y., Zhang X., Greenbaum S.G., Hightower A., Ahn C.C., Fultz B. Irreversible Capacities of Graphite in Low-Temperature Electrolytes for Lithium-Ion Batteries // J. Electrochem. Soc. — 2019. — T. 146. — №. 11. — C. 3963-3969.

210. Smart M.C., Ratnakumar B.V., Chin K.B., Whitcanack L.D. Lithium-Ion Electrolytes Containing Ester Cosolvents for Improved Low Temperature Performance // J. Electrochem. Soc. — 2010. — T. 157. — №. 12. — C. A1361.

211. Ma X., Arumugam R.S., Ma L., Logan E., Tonita E., Xia J., Petibon R., Kohn S., Dahn JR. A Study of Three Ester Co-Solvents in Lithium-Ion Cells // J. Electrochem. Soc. — 2017. — T. 164. — №. 14. — C. A3556-A3562.

212. Dong X., Guo Z., Guo Z., Wang Y., Xia Y. Organic Batteries Operated at -70°C // Joule

— 2018. — T. 2. — №. 5. — C. 902-913.

213. Petibon R., Harlow J., Le D.B., Dahn J.R. The use of ethyl acetate and methyl propanoate in combination with vinylene carbonate as ethylene carbonate-free solvent blends for electrolytes in Li-ion batteries // Electrochim. Acta — 2015. — T. 154. — C. 227-234.

214. Holoubek J., Yin Y., Li M., Yu M., Meng Y.S., Liu P., Chen Z. Exploiting Mechanistic Solvation Kinetics for Dual-Graphite Batteries with High Power Output at Extremely Low Temperature // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. — 2019. — T. 58. — №. 52. — C. 18892-18897.

215. Liu M., Xing L., Xu K., Zhou H., Lan J., Wang C., Li W. Deciphering the paradox between the Co-intercalation of sodium-solvent into graphite and its irreversible capacity // Energy Storage Mater. — 2020. — T. 26. — C. 32-39.

216. Orbay M., Leistenschneider D., Leibing C., Balducci A. A Novel Strategy to Enable Effective Use of Dioxolane-Based Electrolytes in Lithium-Ion Batteries // ChemElectroChem — 2023.

— T. 10. — №. 13. — C. e202300171.

217. Tan S., Shadike Z., Cai X., Lin R., Kludze A., Borodin O., Lucht B.L., Wang C., Hu E., Xu K., Yang X. -Q. Review on Low-Temperature Electrolytes for Lithium-Ion and Lithium Metal Batteries // Electrochem. Energy Rev. — 2023. — T. 6. — №. 1. — C. 35.

218. Cho Y.-G., Kim Y.-S., Sung D.-G., Seo M.-S., Song H.-K. Nitrile-assistant eutectic electrolytes for cryogenic operation of lithium ion batteries at fast charges and discharges // Energy Environ. Sci. — 2014. — T. 7. — №. 5. — C. 1737-1743.

219. Wang Z., He Z., Wang Z., Yang J., Long K., Wu Z., Zhou G., Mei L., Chen L. A nitrile solvent structure induced stable solid electrolyte interphase for wide-temperature lithium-ion batteries // Chem. Sci. — 2024. — T. 15. — №. 34. — C. 13768-13778.

220. Boukamp B.A., Huggins R.A. Lithium ion conductivity in lithium nitride // Phys. Lett. A — 1976. — T. 58. — №. 4. — C. 231-233.

221. Chen K., Pathak R., Gurung A., Adhamash E.A., Bahrami B., He Q., Qiao H., Smirnova A.L., Wu J.J., Qiao Q., Zhou Y. Flower-shaped lithium nitride as a protective layer via facile plasma activation for stable lithium metal anodes // Energy Storage Mater. — 2019. — T. 18. — C. 389-396.

222. Tapia-Ruiz N., Gordon A.G., Jewell C.M., Edwards H.K., Dunnill C.W., Blackman J.M., Snape C.P., Brown P.D., MacLaren I., Baldoni M., Besley E., Titman J.J., Gregory D.H. Low dimensional nanostructures of fast ion conducting lithium nitride // Nat. Commun. — 2020. — T. 11. — №. 1. — C. 4492.

223. He M., Guo R., Hobold G.M., Gao H., Gallant B.M. The intrinsic behavior of lithium fluoride in solid electrolyte interphases on lithium // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. — 2020. — T. 117. — №. 1. — C. 73-79.

224. Yoo D.J., Yang S., Kim K.J., Choi J.W. Fluorinated Aromatic Diluent for HighPerformance Lithium Metal Batteries // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. — 2020. — T. 59. — №. 35. — C. 14869-14876.

225. Fan X., Chen L., Borodin O., Ji X., Chen J., Hou S., Deng T., Zheng J., Yang C., Liou S.C., Amine K., Xu K., Wang C. Non-flammable electrolyte enables Li-metal batteries with aggressive cathode chemistries // Nat. Nanotechnol. — 2018. — T. 13. — №. 8. — C. 715-722.

226. Fan X., Ji X., Chen L., Chen J., Deng T., Han F., Yue J., Piao N., Wang R., Zhou X., Xiao X., Chen L., Wang C. All-temperature batteries enabled by fluorinated electrolytes with non-polar solvents // Nat. Energy — 2019. — T. 4. — №. 10. — C. 882-890.

227. Holoubek J., Yu M., Yu S., Li M., Wu Z., Xia D., Bhaladhare P., Gonzalez M.S., Pascal T.A., Liu P., Chen Z. An All-Fluorinated Ester Electrolyte for Stable High-Voltage Li Metal Batteries Capable of Ultra-Low-Temperature Operation // ACS Energy Lett. — 2020. — T. 5. — №. 5. — C. 1438-1447.

228. Smart M.C., Ratnakumar B.V., Ryan-Mowrey V.S., Surampudi S., Prakash G.K.S., Hu J., Cheung I. Improved performance of lithium-ion cells with the use of fluorinated carbonate-based electrolytes // J. Power Sources — 2003. — T. 119-121. — C. 359-367.

229. Lu W., Xie K., Pan Y., Chen Z.-x., Zheng C.-m. Effects of carbon-chain length of trifluoroacetate co-solvents for lithium-ion battery electrolytes using at low temperature // J. Fluorine Chem. — 2013. — Т. 156. — С. 136-143.

230. Lee J., Kim S., Yoon J. Rocking Chair Desalination Battery Based on Prussian Blue Electrodes // ACS Omega — 2017. — Т. 2. — №. 4. — С. 1653-1659.

231. Zhilov V.I. I.A.B., Kotov V.Y., Kuz'minova Z.V., Tsirlina G.A. Ion association in aqueous solutions of hexacyanoferrates // Russ. J. Inorg. Chem. — 2002. — Т. 47. — №. 8. — С. 1728-1731.

232. Танаев И. В. К.А.П. Исследование реакции образования, способов получения и ионообменных свойств кислого ферроцианида цинка // Неорган. Материалы — 1995. — Т. 1. — №. 1. — С. 100-107.

233. Levin EE., Kokin A.A., Presnov D.E., Borzenko A.G., Vassiliev S.Y., Nikitina V.A., Stevenson K.J. Electrochemical Analysis of the Mechanism of Potassium-Ion Insertion into K-rich Prussian Blue Materials // ChemElectroChem — 2020. — Т. 7. — №. 3. — С. 761-769.

234. Bish D.L., Howard S.A. Quantitative phase analysis using the Rietveld method // J. Appl. Crystallogr. — 1988. — Т. 21. — №. 2. — С. 86-91.

235. Toby B.H., Von Dreele R.B. GSAS-II: the genesis of a modern open-source all purpose crystallography software package // J. Appl. Crystallogr. — 2013. — Т. 46. — №. 2. — С. 544-549.

236. Dusek M., Petricek V., Palatinus L. Introduction to JANA2006 // Acta Crystallogr. A — 2006. — Т. 62. — С. s46-s46.

237. Schneider C.A., Rasband W.S., Eliceiri K.W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis // Nat. Methods — 2012. — Т. 9. — №. 7. — С. 671-675.

238. Harrington D. Multiple Electrochemical Impedance Spectra Parameterization (MEISP+). Version 2.0 Kumho Petrochemical Co. Ltd., Kumho Chemical Laboratories, P.O. Box 64, Yuseong, Taejeon, 305-600, Korea. Fax: [phone]. http://powergraphy.com. Contact Kumho for price // J. Am. Chem. Soc. — 2002. — Т. 124. — №. 7. — С. 1554-1555.

239. Montella C. Discussion of the potential step method for the determination of the diffusion coefficients of guest species in host materials // J. Electroanal. Chem. — 2002. — Т. 518. — №. 2. — С. 61-83.

240. Montella C. Apparent diffusion coefficient of intercalated species measured with PITT // Electrochim. Acta — 2006. — Т. 51. — №. 15. — С. 3102-3111.

241. Vassiliev S.Y., Levin E.E., Presnov D.E., Nikitina V.A. Electrochemical Patterns of Phase Transforming Intercalation Materials: Diagnostic Criteria for the Case of Slow Nucleation Rate Control // J. Electrochem. Soc. — 2019. — Т. 166. — №. 6. — С. A829-A837.

242. Ojwang D.O., Grins J., Wardecki D., Valvo M., Renman V., Haggstrom L., Ericsson T., Gustafsson T., Mahmoud A., Hermann R.P., Svensson G. Structure Characterization and Properties of K-Containing Copper Hexacyanoferrate // Inorg. Chem. — 2016. — T. 55. — №. 12. — C. 5924-5934.

243. Her J.H., Stephens P.W., Kareis C.M., Moore J.G., Min K.S., Park J.W., Bali G., Kennon

B.S., Miller J.S. Anomalous non-Prussian blue structures and magnetic ordering of K2Mn(II)[Mn(II)(CN)6] and Rb2Mn(II)[Mn(II)(CN)6] // Inorg. Chem. — 2010. — T. 49. — №. 4. —

C. 1524-1534.

244. Juszczyk S., Johansson C., Hanson M., Ratuszna A., Malecki G. Ferromagnetism of the Me3(Fe(CN)6)2 H2O compounds, where Me=Ni and Co // J. Phys.: Condens. Matter — 1994. — T. 6. — №. 29. — C. 5697-5706.

245. Moritomo Y., Matsuda T., Kurihara Y., Kim J. Cubic-Rhombohedral Structural Phase Transition in Na1.32Mn[Fe(CN)6]0.83-3.6H2O // J. Phys. Soc. Jpn. — 2011. — T. 80. — №. 7. — C. 074608.

246. Cattermull J., Roth N., Cassidy S.J., Pasta M., Goodwin A.L. K-Ion Slides in Prussian Blue Analogues // J. Am. Chem. Soc. — 2023. — T. 145. — №. 44. — C. 24249-24259.

247. Song J., Wang L., Lu Y., Liu J., Guo B., Xiao P., Lee J.J., Yang X.Q., Henkelman G., Goodenough J.B. Removal of interstitial H2O in hexacyanometallates for a superior cathode of a sodium-ion battery // J. Am. Chem. Soc. — 2015. — T. 137. — №. 7. — C. 2658-64.

248. Yakubovich O.V., Belokoneva E.L., Tsirelson V.G., Urusov V.S. Electron density distribution in synthetic triphylite LiFePO4 // Mosc. Univ. Geol. Bull. — 1990. — T. 45. — №. 2. — C. 93-99.

249. Deschanvres A., Raveau B., Sekkal Z. Mise en evidence et etude cristallographique d'une nouvelle solution solide de type spinelle Lh+xTi2-xÜ4 0 < x < 0, 333 // Mater. Res. Bull. — 1971. — T. 6. — №. 8. — C. 699-704.

250. Komayko A.I., Ryazantsev S.V., Trussov I.A., Arkharova N.A., Presnov D.E., Levin E.E., Nikitina V.A. The Misconception of Mg2+ Insertion into Prussian Blue Analogue Structures from Aqueous Solution // ChemSusChem — 2021. — T. 14. — №. 6. — C. 1574-1585.

251. Komayko A.I., Arkharova N.A., Presnov D.E., Levin E.E., Nikitina V.A. Resolving the Seeming Contradiction between the Superior Rate Capability of Prussian Blue Analogues and the Extremely Slow Ionic Diffusion // J. Phys. Chem. Lett. — 2022. — T. 13. — №. 14. — C. 3165-3172.

252. Xu Y., Wan J., Huang L., Ou M., Fan C., Wei P., Peng J., Liu Y., Qiu Y., Sun X., Fang C., Li Q., Han J., Huang Y., Alonso J.A., Zhao Y. Structure Distortion Induced Monoclinic Nickel Hexacyanoferrate as High-Performance Cathode for Na-Ion Batteries // Adv. Energy Mater. — 2018. — T. 9. — №. 4. — C. 1803158.

253. Kuppan S., Xu Y., Liu Y., Chen G. Phase transformation mechanism in lithium manganese nickel oxide revealed by single-crystal hard X-ray microscopy // Nat. Commun. — 2017. — T. 8. — C. 14309.

254. Yaseen M.W., Maman M.P., Mishra S., Mohammad I., Li X. Strategies to alleviate distortive phase transformations in Li-ion intercalation reactions: an example with vanadium pentoxide // Nanoscale — 2024. — T. 16. — №. 20. — C. 9710-9727.

255. Santos D.A., Rezaei S., Zhang D., Luo Y., Lin B., Balakrishna A.R., Xu B.X., Banerjee S. Chemistry-mechanics-geometry coupling in positive electrode materials: a scale-bridging perspective for mitigating degradation in lithium-ion batteries through materials design // Chem. Sci. — 2023. — T. 14. — №. 3. — C. 458-484.

256. Zhu Y., Wang J.W., Liu Y., Liu X., Kushima A., Liu Y., Xu Y., Mao S.X., Li J., Wang C., Huang J.Y. In Situ Atomic-Scale Imaging of Phase Boundary Migration in FePO4 Microparticles During Electrochemical Lithiation // Adv. Mater. — 2013. — T. 25. — №. 38. — C. 5461-5466.

257. Hong L., Li L., Chen-Wiegart Y.K., Wang J., Xiang K., Gan L., Li W., Meng F., Wang F., Wang J., Chiang Y.M., Jin S., Tang M. Two-Dimensional Lithium Diffusion Behavior and Probable Hybrid Phase Transformation Kinetics in Olivine Lithium Iron Phosphate // Nat. Commun. — 2017. — T. 8. — №. 1. — C. 1194.

258. Komayko A.I., Shraer S.D., Fedotov S.S., Nikitina V.A. Advantages of a Solid Solution over Biphasic Intercalation for Vanadium-Based Polyanion Cathodes in Na-Ion Batteries // ACS Appl. Mater. Interfaces — 2023. — T. 15. — №. 37. — C. 43767-43777.

259. Anishchenko D.V., Zakharkin M.V., Nikitina V.A., Stevenson K.J., Antipov E.V. Phase Boundary Propagation Kinetics Predominately Limit the Rate Capability of NASICON-type Na3+xMnxV2-x(PO4)3 (0<x<1) Materials // Electrochim. Acta — 2020. — T. 354. — C. 136761.

260. Komayko A.I., Nazarov E.E., Tyablikov O.A., Fedotov S.S., Antipov E.V., Nikitina V.A. Unraveling the contribution of nucleation to the intercalation energy barrier for phase-transforming Li-ion battery materials // J. Power Sources — 2024. — T. 624. — C. 235589.

261. Chen G., Song X., Richardson T.J. Electron Microscopy Study of the LiFePO4 to FePO4 Phase Transition // Electrochem. Solid-State Lett. — 2006. — T. 9. — №. 6. — C. A295.

262. Bai P., Bazant M.Z. Charge transfer kinetics at the solid-solid interface in porous electrodes // Nat. Commun. — 2014. — T. 5. — C. 3585.

263. Iarchuk A.R., Nikitina V.A., Karpushkin E.A., Sergeyev V.G., Antipov E.V., Stevenson K.J., Abakumov A.M. Influence of Carbon Coating on Intercalation Kinetics and Transport Properties of LiFePO4 // ChemElectroChem — 2019. — T. 6. — №. 19. — C. 5090-5100.

264. Sumanov V.D., Tyablikov O.A., Morozov A.V., Fedotov S.S., Vassiliev S.Y., Nikitina V.A. Phase boundary propagation mode in nano-sized electrode materials evidenced by potentiostatic current transients analysis: Li-rich LiFePO4 case study // Electrochim. Acta — 2021. — T. 368. — C. 137627.

265. Nikitina V.A. Charge transfer processes in the course of metal-ion electrochemical intercalation // Curr. Opin. Electrochem. — 2020. — T. 19. — C. 71-77.

266. Nickol A., Schied T., Heubner C., Schneider M., Michaelis A., Bobeth M., Cuniberti G. GITT Analysis of Lithium Insertion Cathodes for Determining the Lithium Diffusion Coefficient at Low Temperature: Challenges and Pitfalls // J. Electrochem. Soc. — 2020. — T. 167. — №. 9. — C. 090546.

267. Nikitina V.A., Vassiliev S.Y., Stevenson K.J. Metal-Ion Coupled Electron Transfer Kinetics in Intercalation-Based Transition Metal Oxides // Adv. Energy Mater. — 2020. — T. 10. — №. 22. — C.1903933.

Приложение

Таблица П1 - Параметры аппроксимации спектров импеданса КазУ2(Р04)2Бз, зарегистрированных при 4.24 В в шкале №+/№.

30 °С 25 °С 20 °С 15 °С 10 °С

ЯсЕ1, й 20.79 ± 0.01 23.27 ± 0.01 27.75 ± 0.02 33.07 ± 0.02 39.49 ± 0.02

0.76 ± 0.01 0.75 ± 0.01 0.73 ± 0.01 0.71 ± 0.01 0.69 ± 0.01

Rsol 9.081 ± 0.009 9.609 ± 0.009 10.721 ± 0.009 12.336 ± 0.009 14.249 ± 0.009

ф2 0.93 ± 0.02 0.93 ± 0.01 0.92 ± 0.01 0.90 ± 0.01 0.89 ± 0.01

Rcт, й 38.33 ± 0.02 45.66 ± 0.02 60.17 ± 0.02 79.25 ± 0.02 106.48 ± 0.02

Rd, й 466.53 ± 0.03 555.58 ± 0.03 703.82 ± 0.03 851.18 ± 0.04 1117.96 ± 0.06

Cd, F 0.07 ± 0.01 0.07 ± 0.02 0.07 ± 0.02 0.07 ± 0.03 0.07 ± 0.04

Таблица П2 - Параметры аппроксимации спектров импеданса КаУР04Б, зарегистрированных при 4.05 В в шкале №+/№.

30 °С 25 °С 20 °С 15 °С 10 °С

ЯсЕ1, й 44.84 ± 0.01 50.48 ± 0.01 58.87 ± 0.01 68.67 ± 0.01 79.54 ± 0.01

Ф1 0.955 ± 0.006 0.955 ± 0.007 0.951 ± 0.007 0.937 ± 0.008 0.928 ± 0.008

Rsol 5.610 ± 0.008 5.915 ± 0.009 6.59 ± 0.01 7.47 ± 0.01 8.40 ± 0.01

ф2 0.912 ± 0.008 0.918 ± 0.008 0.920 ± 0.009 0.928 ± 0.009 0.935 ± 0.009

Rcт, й 281.22 ± 0.01 373.31 ± 0.01 534.20 ± 0.01 752.70 ± 0.02 1056.40 ± 0.02

Ял, й 378.51 ± 0.09 493.6 ± 0.1 619.3 ± 0.2 927.7 ± 0.4 2174.8 ± 1.0

Cd, F 0.09 ± 0.04 0.09 ± 0.06 0.1 ± 0.1 0.1 ± 0.2 0.1 ± 0.8

Таблица П3 - Параметры аппроксимации спектров импеданса ЬБР, зарегистрированных при 3.43 В в шкале Ы+/Ы.

30 °с 25 °С 20 °С 15 °С 10 °С

ЯСЕ1, й 30.19± 0.02 38.52 ± 0.01 48.81 ± 0.01 63.58 ± 0.01 79.788 ± 0.009

Ф1 0.68 ± 0.02 0.68 ± 0.01 0.68± 0.01 0.70 ± 0.01 0.705 ± 0.009

Rsol 17.78 ± 0.01 19.00 ± 0.01 20.086 ± 0.009 23.517 ± 0.009 24.377 ± 0.009

ф2 0.96± 0.02 0.96 ± 0.01 0.96 ± 0.01 0.97 ± 0.01 0.95 ± 0.01

Яст, й 38.07 ± 0.02 53.72 ± 0.02 75.53 ± 0.01 110.87 ± 0.01 165.35 ± 0.01

й 50.68 ± 0.04 68.52 ± 0.04 101.13 ± 0.05 164.98 ± 0.05 240.8± 0.1

Cd, F 0.04 ± 0.02 0.04 ± 0.01 0.04 ± 0.02 0.04 ± 0.03 0.04 ± 0.08

Таблица П4 - Параметры аппроксимации спектров импеданса ЬТО, зарегистрированных при 1.57 В в шкале Ы+/Ы.

30 °С 25 °С 20 °С 15 °С 10 °С

ЯСЕ1, й 15.75 ± 0.04 18.65 ± 0.02 22.28 ± 0.04 26.17 ± 0.03 31.61 ± 0.04

0.730 ± 0.007 0.75 ± 0.01 0.776 ± 0.009 0.789 ± 0.009 0.797 ± 0.008

Rsol 4.37 ± 0.01 4.96 ± 0.02 5.70 ± 0.02 6.35 ± 0.02 7.48 ± 0.03

ф2 0.82 ± 0.06 0.63 ± 0.07 0.66 ± 0.05 0.76 ± 0.03 0.85 ± 0.02

Rcт, й 2.25 ± 0.05 3.83 ± 0.03 6.57 ± 0.04 12.00 ± 0.04 22.73 ± 0.03

Rd, й 10.53 ± 0.05 16.88 ± 0.06 20.25 ± 0.08 24.08 ± 0.08 32.51 ± 0.09

Са, F 0.07 ± 0.02 0.06 ± 0.03 0.05 ± 0.04 0.04 ± 0.05 0.03 ± 0.06