Метод релаксационного динамического контроля литиевых источников тока в рабочем режиме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Никишина Гузель Венеровна

• Никишина Гузель Венеровна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Никишина Гузель Венеровна

Введение

Глава 1 Обзор существующих электрохимических источников тока и методов их контроля

1.1 Основные типы электрохимических источников тока

1.2 Устройство литиевого аккумулятора

1.3 Анализ типовых неисправностей литиевых источников тока

1.4 Анализ методов контроля литиевых источников тока

1.4.1 Вольтамперометрические методы

1.4.2 Методы на основе измерения физических параметров, характеризующих работу литиевых источников тока

1.4.3 Методы на основе импульсного воздействия тока

1.4.4 Электрохимическая импедансная спектроскопия

1.4.5 Методы шумовой диагностики

1.5 Выводы

Глава 2 Разработка метода контроля литиевых источников тока по релаксационным динамическим характеристикам в рабочем режиме

2.1 Малосигнальные электрические модели электрохимических источников тока

2.2 Малосигнальная электрическая модель литиевого источника тока

2.3 Анализ потенциальных информационных свойств релаксационных динамических характеристик литиевых источников тока

2.4 Метод контроля на основе изменения тока потребления

2.5 Метод контроля на основе изменения нагрузки

2.6 Модельное исследование релаксационных динамических характеристик литиевых источников тока

2.7 Выводы

Глава 3 Экспериментальное исследование информационных свойств релаксационных динамических характеристик литиевых источников тока, вызванных изменением нагрузки

3.1 Цель и задачи экспериментального исследования

3.2 Экспериментальная установка для измерения релаксационных динамических характеристик, вызванных изменением тока потребления или нагрузки

3.3 Временные тренды, связанные с разрядом исследуемых литиевых источников тока

3.4 Экспериментальные исследования релаксационных динамических характеристик, вызванных скачкообразным изменением тока потребления

3.5 Экспериментальные исследования релаксационных динамических характеристик, вызванных скачкообразным изменением нагрузки

3.5.1 Исследование релаксационных динамических характеристик и идентификация параметров литиевого источника тока, представленного эквивалентной схемой первого порядка

3.5.2 Исследование релаксационных динамических характеристик и идентификация параметров литиевого источника тока, представленного эквивалентной схемой второго порядка

3.6 Анализ возможности прогнозирования технического состояния литиевых источников тока на основе оценки параметров эквивалентной электрической схемы при скачкообразном изменении нагрузки

3.7 Выводы

Глава 4 Разработка типовой структуры, алгоритмического и программного обеспечения прибора контроля литиевых источников тока по релаксационным динамическим характеристикам в рабочем режиме

4.1 Разработка методики контроля литиевых источников тока по релаксационным динамическим характеристикам в рабочем режиме

4.2 Типовая структура прибора контроля литиевых источников тока по релаксационным динамическим характеристикам в рабочем режиме

4.3 Алгоритмическое обеспечение прибора контроля литиевых источников тока по релаксационным динамическим характеристикам в рабочем режиме и его программная и аппаратная реализация

4.3.1 Формирование скачкообразного изменения нагрузки литиевого источника тока

4.3.2 Измерение отклика на скачкообразное изменение нагрузки

4.3.3 Идентификация параметров модели релаксационного процесса

4.3.4 Оценка параметров эквивалентной электрической схемы

4.3.5 Статистическая обработка результатов идентификации параметров эквивалентной электрической схемы

4.3.6 Контроль технического состояния литиевых источников тока

4.4 Выводы

Заключение

Список использованных источников

Введение

Актуальность темы и степень ее разработанности

Развитие литиевых источников тока (ЛИТ) в последние десятилетия привело к появлению возможности разработки систем, обеспечивающих непрерывное и автономное электропитание портативной электроники, роботов, дронов, электромобилей и других устройств. Способность обеспечивать высокую мощность, большой запас энергии, длительный срок службы и небольшую скорость саморазряда делает ЛИТ одними из наиболее популярных и востребованных источников энергии. Однако для обеспечения их продолжительной стабильной и безотказной работы требуется обеспечивать правильные режимы их работы, заряда, своевременное обнаружение неисправностей, другими словами, необходимы системы, реализующие функции оперативного контроля технического состояния ЛИТ в процессе функционирования. Такие системы должны выполнять следующие функции: определение и прогнозирование технического состояния ЛИТ, выработку рекомендаций по техническому обслуживанию и замене элементов питания, предоставление измерительной информации для систем управления ЛИТ.

Наиболее востребованные методы оценки технического состояния электрохимических источников тока (ЭХИТ) в качестве измерительной информации используют изменения во времени токов и напряжений, электрохимический импеданс, электрохимические шумы и другие сигналы электрохимической системы. В перечисленных областях можно выделить работы Б.М. Графова, А.Е. Укше, Д. Хисселя (D. Hissel), Ю.К. Евдокимова, Е.С. Денисова, С.А. Мартемьянова, Е.А. Астафьева, В.С. Колосницына, А. Тома (А. Thomas), Ю. Бультеля (Y. Bultel). Однако применимость существующих методов ограничена, поскольку они либо обладают ограниченной информативностью, либо требуют сложного и дорогостоящего измерительного оборудования, использование которого зачастую возможно только в лаборатории.

В последние годы были разработаны методы контроля, основанные на анализе релаксационных динамических процессов, вызванных изменениями тока или потенциала ЛИТ. Среди них можно выделить методы, связанные с параметрическим описанием релаксационных процессов, и подходы, основанные на оценке электрохимического импеданса во временной области. Основной недостаток упомянутых методов состоит в необходимости получения точного и мощного сигнала возбуждения, формирование которого является технически сложной задачей, особенно для систем с высокой емкостью.

В связи с перечисленными обстоятельствами актуальной задачей становится разработка метода контроля литиевых источников тока, который будет основан на анализе релаксационных динамических характеристик, измеряемых в рабочем режиме. Приборная реализация такого метода позволит решить важную научно-техническую задачу - повышение надежности источников электрической энергии на основе литиевых источников тока.

Объект исследования - методы контроля технического состояния литиевых источников тока.

Предмет исследования - информационные свойства релаксационных динамических характеристик, вызванных изменениями нагрузки, и их применение для разработки метода контроля технического состояния литиевых источников тока.

Цель исследования - разработка метода релаксационного ускоренного контроля литиевых источников тока и его алгоритмического обеспечения для построения типовых встроенных диагностических систем.

Научная задача исследования - научное обоснование применения релаксационных динамических характеристик, вызванных изменениями нагрузки, для ускоренного контроля состояния литиевых источников тока.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1) аналитический обзор методов контроля литиевых источников тока;

2) разработка электрической модели релаксационных процессов в литиевых источниках тока при скачкообразных изменениях нагрузки и методики идентификации параметров;

3) разработка методики исследования релаксационных динамических процессов в литиевых источниках тока и экспериментальной установки;

4) экспериментальные исследования и идентификация параметров литиевых источников тока в различных режимах работы;

5) разработка метода неразрушающего контроля литиевых источников тока в рабочем режиме по их релаксационным динамическим характеристикам, вызванным естественными или вынужденными изменениями нагрузки;

6) разработка структурной схемы, алгоритмического и программного обеспечения, реализующих метод релаксационного ускоренного контроля литиевых источников тока, для построения типовых встроенных диагностических систем.

Научная новизна

В работе получены следующие научные результаты:

1) предложен и научно обоснован метод неразрушающего контроля технического состояния литиевых источников тока по релаксационным динамическим характеристикам, вызванным скачкообразным изменением нагрузки, позволяющий производить оперативную оценку в процессе нормального функционирования;

2) предложена и разработана методика идентификации параметров электрической модели литиевых источников тока на основе анализа релаксационных динамических характеристик, вызванных скачкообразным изменением нагрузки, позволяющая уменьшить время идентификации посредством двухтапной процедуры, включающей в себя фиттинг математической модели переходного характеристики и нахождения параметров моделей на основе решения системы линейных алгебраических уравнений;

3) предложены научно-методические основы разработки алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения систем контроля литиевых источников тока на основе анализа релаксационных динамических характеристик.

Практическая значимость работы

1) предложена и разработана экспериментальная установка, позволяющая формировать релаксационные процессы для исследования динамических характеристик литиевых источников тока при скачкообразном изменении нагрузки;

2) получен большой объем экспериментальных данных по динамическим характеристикам литиевых источников тока при скачкообразных изменениях нагрузки, позволяющие выявить особенности релаксационных динамических процессов для создания приборов и устройств контроля литиевых источников тока;

3) предложены и разработаны типовая структурная схема, алгоритмическое и программное обеспечение прибора контроля литиевых источников тока, реализующего предложенный метод.

Методология и методы исследования

Методология работы базируется на известных математических, физических и электрохимических моделях, экспериментальных результатах и методов цифровой обработки сигналов. Полученные в работе данные, а также выявленные закономерности не противоречат фундаментальным принципам и данным, известным из научно-технической литературы. В работе использовались методы математической статистики, методы математического моделирования, методы параметрической идентификации, а также методы исследования электрохимических систем.

Релаксационные динамические процессы регистрировались путем измерения напряжения на выводах исследуемых литиевых источников тока с помощью экспериментальной установки. Для регистрации наглядных кривых использовались резистивные нагрузки. Для моделирования использовались лицензионные программы MATLAB, Anaconda Spyder, Jupyter Notebook, NI Multisim. Для получения экспериментальных данных было использовано

сертифицированное измерительное оборудование, программное обеспечение, разработанное на платформе LabVIEW, для обработки данных использовалось программное обеспечение, разработанное на языке Python

Положения, выносимые на защиту

1. Метод неразрушающего контроля технического состояния литиевых источников тока по релаксационным динамическим характеристикам, вызванным скачкообразным изменением нагрузки, позволяющий производить оперативную оценку в процессе нормального функционирования.

2. Методика идентификации параметров эквивалентной электрической схемы по переходным характеристикам, вызванным скачкообразным изменением нагрузки литиевого источника тока.

3. Результаты экспериментального исследования релаксационных динамических характеристик литиевых источников тока.

4. Типовая структурная схема, алгоритмическое и программное обеспечение прибора контроля литиевых источников тока, реализующего предложенный метод.

Достоверность и обоснованность результатов

Достоверность и обоснованность полученных научных результатов подтверждается независимой экспертизой, проведенной при рецензировании опубликованных статей и регистрации объектов интеллектуальной собственности, корректностью использования статистических методов, применением высокоточной измерительной аппаратуры, совпадением результатов моделирования, теоретических и экспериментальных исследований, а также совпадением результатов с опубликованными данными других исследователей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод релаксационного динамического контроля литиевых источников тока в рабочем режиме»

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения» (г. Казань, 2017, 2019, 2021 гг.); XVIII Международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций», проводимая в рамках II научного форума «Телекоммуникации: теория и технологии» (г. Казань, 2017 г.); Международная

научная конференция «Нигматуллинские чтения» (г. Казань, 2018 г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (г. Чебоксары, 2018, 2020 гг.); Всероссийская научно-техническая конференция «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (г. Чебоксары, 2019, 2021 гг.); Международная научно-техническая и научно-методическая конференция «Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании» (г. Санкт-Петербург, 2019 г.); Международная научно-практическая конференция «Решетневские чтения» (г. Красноярск, 2020 г.); VIII Молодежная международная научно-техническая конференция «Прикладная электродинамика, фотоника и живые системы - 2021» (г. Казань, 2021 г.); Международная научно-практическая конференция «Современное программирование» (г. Нижневартовск, 2021 г.); Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития энергетических систем: декарбонизация экономики, водородная энергетика», проводимая в рамках Татарстанского нефтегазохимического форума 2021 (г. Казань, 2021 г.); European conference on renewable energy systems (г. Сараево, 2017 г.; г. Мадрид 2019 г.); Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (г. Казань, 2017 г.); International conference on actual problems of electron devices engineering (г. Саратов, 2018 г.); Ural symposium on biomedical engineering, radioelectronics and information technology (г. Екатеринбург, 2019, 2020 гг.); Международный цифровой форум Kazan Digital Week (г. Казань, 2020 г.).

Основные результаты работы были использованы при выполнении Государственного задания Минобрнауки России по Соглашению № 075-03-2020051/6 от 06.11.2020 (номер темы fzsu-2020-0020). Результаты диссертационной работы внедрены в научно-исследовательскую деятельность и образовательный процесс Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ, а также на предприятиях ООО «АЙ ДЖИ ЭФ-ИНЖИНИРИНГ» (г. Казань) и ООО «СТЕМ Инструментс» (г. Москва).

Публикации

Основные положения и результаты работы опубликованы в 32 печатных работах, в том числе в 1 статье из списка рекомендованных ВАК РФ, в 1 статье в журнале, входящем в наукометрическую базу Scopus (Q2) и WoS, в 4 статьях в изданиях, входящих в базы Scopus и WoS, в 1 статье в журнале, входящем в РИНЦ, в 17 тезисах докладов на конференциях российского и международного уровней, в 1 патенте РФ на изобретение, в 6 свидетельствах о государственной регистрации программы ЭВМ. Имеется 4 единоличные публикации по теме работы.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков, 3 таблицы, 85 формул и список использованной литературы из 1 74 источника отечественных и зарубежных авторов.

Диссертация соответствует паспорту специальности 05.11.131 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» по следующим пунктам:

п. 1. «Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» (впервые разработан метод контроля технического состояния литиевых источников тока на основе анализа релаксационных динамических характеристик, вызванных изменениями нагрузки, позволяющий проводить оценку в рабочем режиме);

1В соответствии с Приказом Минобрнауки России № 561/нк от 03.06.2021 г. «О советах по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук» шифр и наименование специальности 05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» соответствуют специальности 2.2.8. «Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды», согласно новой номенклатуре научных специальностей, утвержденной Приказом Минобрнауки № 118 от 24.02.2021 г.

п. 6. «Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов контроля» (разработаны алгоритмическое и программное обеспечения для оценки параметров эквивалентной электрической схемы литиевых источников тока на основе анализа релаксационных динамических характеристик).

Личный вклад автора заключается в научно-техническом обосновании разработки метода релаксационного динамического контроля литиевых источников тока на основе анализа переходных характеристик, вызванных изменением нагрузки; проведении модельных, экспериментальных исследований и анализе их результатов; разработке аппаратного и программного обеспечения для проведения исследований; разработке рекомендаций к практической реализации прибора контроля технического состояния литиевых источников тока; в апробации и опубликовании результатов исследования.

Глава 1 Обзор существующих электрохимических источников тока и

методов их контроля

1.1 Основные типы электрохимических источников тока

Химическим источником тока является функциональное устройство, в котором в результате прямого преобразования химической энергии получается электрическая энергия [1-3]. В целом это источник электродвижущей силы, способный отдавать электрическую энергию во внешнюю цепь, в котором химическая энергия заложенных в нем или подаваемых в него активных веществ преобразуется непосредственно в электрическую энергию при протекании электрохимических токообразующих реакций [4]. Химический источник электрической энергии состоит из двух различных электродов, которые называются катод и анод, находящиеся в непосредственном контакте с электролитом. Электролит является ключевым элементом любой электрохимической системы, так как он обеспечивает условия для движения носителей заряда между приэлектродными областями.

В результате окислительно-восстановительных реакций на катоде и аноде устанавливается разность потенциалов и возникает электродвижущая сила. Для повышения емкости, выходного электрического напряжения или тока несколько электрохимических элементов могут быть соединены между собой в батарею.

Среди химических источников тока выделяют следующие типы:

- электрохимические генераторы, называемые топливными элементами, в которых химическая энергия преобразовывается в электрическую из поступающих из вне активных веществ,

- первичные химические источники тока (гальванические элементы), в которых после разряда электрический заряд, как правило, не восстанавливается;

- вторичные элементы (аккумуляторы), в которых после разряда возможно восстановление электрического заряда (при этом восстановление заряда осуществляется путем обратимой химической реакции).

В данной работе понятие электрохимический источник тока (ЭХИТ) будет использоваться как обобщенное понятие всех химических источников электрической энергии, включая топливные элементы, гальванические элементы, аккумуляторы и их батареи. Понятие литиевый источник тока (ЛИТ) будет использоваться для обозначения литиевых первичных и вторичных элементов.

Топливные элементы

Топливный элемент (ТЭ) является высокоэффективным химическим источником тока, который для получения электрической энергии использует химическую реакцию. Для обеспечения необходимого количества энергии топливные элементы могут быть соединены последовательно или параллельно, такая конструкция называется батареей или стеком топливных элементов.

В отличие от аккумулятора, химические вещества, необходимые для выработки электроэнергии, поступают извне, а продукты реакции удаляются из области протекания электрохимической реакции [5]. При этом сама система остается практически неизменной, и может быть запущена либо остановлена в любой момент, что делает ТЭ устройством непрерывного действия [6]. Для большинства ТЭ реагентами являются водород и кислород. Реагирующие газы не смешиваются, а вводятся отдельно, водород - к одному электроду ТЭ, а кислород -к другому. Водород поступает из специализированных накопителей водорода, таких как баллоны высокого давления или баллонов, наполненных металлогидридами, в то время как кислород, как правило, поступает из воздуха после фильтрации, осушения и компримирования. Два электрода разделены электролитом, как показано на рисунке 1.1. В ТЭ электроды обеспечивают подвод реагентов и отвод продуктов реакции, а также размещение и обеспечение оптимальных режимов работы катализаторов [7].

г

15 Ш

Апос1е е-

\

1_оас1

,оп5!ОП5+ Е1ес1го1у1е ¡0П5 +

СаШос1е

1

е-

__* [

О,

Н„0

Рисунок 1.1 - Схема работы топливного элемента [8]

На аноде топливного элемента с кислотным электролитом газообразный водород ионизируется, высвобождая электроны и создавая ионы Н+ (или протоны).

2Н2 ^ 4Н+ + 4е-

(1.1)

В результате этой реакции выделяется энергия. На катоде кислород реагирует с электронами, полученными от электрода, и ионами Н+ из электролита с образованием воды:

О2 + 4е- + 4Н+ ^ 2Н2О (1.2)

Суммарная токообразующая реакция выглядит следующим образом:

2Н2 + О2 ^ 2Н2О (1.3)

Поскольку электролит является такой важной частью электрохимической системы, ТЭ обычно классифицируют по типу используемого электролита [9]. Выделяют следующие типы топливных элементов: ТЭ на основе ортофосфорной кислоты, ТЭ с протонно-обменной мембраной, щелочные, метанольные и другие. Наиболее перспективными считаются топливные элементы на основе протоннообменной мембраны.

Топливные элементы могут работать с высокой электрической эффективностью, приближающейся к 60-70 %, при использовании выработанного топливным элементом тепла возможна эффективность до 90 %. На рисунке 1.2 приведена зависимость напряжения ТЭ от тока. Видно, что рабочее напряжение ТЭ

меньше теоретического, так как фактическая реакция, протекающая в ТЭ, содержит промежуточный продукт реакции перекись, который влияет на мембранный потенциал, называемый потенциалом Нернста, и напряжение холостого хода (open circuit voltage, OCV). На выходную мощность топливного элемента также влияют активационные, омические потери и потери массопереноса. Работа ТЭ в областях с высоким выходным током может повредить электроды и привести к быстрому износу ячейки.

Рисунок 1.2 - Вольтамперная характеристика ТЭ [10]

У ТЭ имеется большое число преимуществ, среди которых стоить выделить высокий коэффициент полезного действия (КПД), низкий уровень выбросов, бесшумность, простота основных компонентов и другие. Учитывая преимущества ТЭ, они имеют довольно широкую область применения: портативные устройства, бортовое питание, транспорт, электростанции, аварийные источники электроэнергии, автономное электроснабжение и прочее.

Несмотря на то, что ТЭ являются потенциальной основой мировой энергетики, они имеют ряд недостатков, например, высокую стоимость, ограниченную доступность и сложности в эксплуатации, сокращение срока эксплуатации из-за нарушений водного баланса или из-за примесей в потоке газа. Для преодоления указанных недостатков, необходима разработка надежных систем контроля, над этой задачей на сегодняшний день работают исследовательские группы разных стран [11-15], что в будущем позволит повысить надежность топливных элементов и перейти к их массовому производству.

Первичные химические источники тока

Среди химических элементов тока выделяют широкий класс первичных элементов [3,16], которые из-за необратимости протекающих в них реакций сложно перезарядить, в основном их изготавливают неперезаряжаемыми, что упрощают конструкцию элемента и удешевляет его производство. Первичные ХИТ изготавливают либо сразу готовыми к эксплуатации, либо требующими активации перед использованием, такие элементы называют резервными (военное, космическое применение).

Элементы, как и все электрохимические системы, состоят из положительного (катод) и отрицательного (анод) электродов и электролита, который может быть жидким или твердым. При подключении нагрузки электроны начинают протекать по внешней цепи, появляется электрический ток, при этом сам элемент разряжается. Первичные химические источники тока могут изготавливаться разных типоразмеров и удельных мощностей. Примеры таких элементов представлены на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Примеры гальванических элементов [17]

Существует большое количество различных типов первичных элементов, среди которых выделяют солевые, щелочные и литиевые. Такие элементы различаются активными материалами, электрической емкостью, допустимыми токами разряда и другими техническими параметрами. Некоторые параметры основных типов первичных источников тока приведены в таблице 1.1, в которой ориентировочная электрическая емкость указана при непрерывном разряде тока 10 мА [18].

Таблица 1. 1 Параметры первичных химических источников тока

Типы первичных химических источников тока Рабочее напряжение, В Электрическая емкость, мАч Удельная мощность Диапазон рабочей температуры, °С Саморазряд, % в год

Солевые 1,5 1000.1100 низкая средняя -20.60 >10

Щелочные 1,5 2400.2500 средняя -30.60 5.8

Литий- тионилхлоридные 3,3...3,6 2000.2100 низкая средняя -55.85 <1

Литий- диоксидмарганцевые 3 1500.1600 средняя -40.85 2.2,5

Литий- диоксидсерные 2,6.2,9 800.900 высокая -55.70 1.2

В зависимости от рабочих параметров гальванического элемента, выбирается сфера его применения, например, для некоторых задач, в которых определяющим фактором является низкая стоимость источника питания, могут быть выбраны щелочные или солевые элементы, так марганцево-цинковые элементы с солевым электролитом используются в фонарях, пультах дистанционного управления. Если же необходимы источники питания с высоким рабочим напряжением, с низким уровнем саморазряда, то для этих задач используют литиевые элементы (ЛЭ), например, такие элементы с твердым катодом и апротонным электролитом используются в медицинской и военной технике, а также в промышленной и в бытовой электронике.

На рисунке 1.4 приведены разрядные кривые различных гальванических элементов при 20 °С. Разрядное напряжение первичных источников тока находится в диапазоне от 1,1 В до 3,5 В, причем литиевые элементы имеют более высокое рабочее напряжение и более пологую разрядную кривую, что говорит о том, что литиевые элементы применимы для областей с высокими требованиями к источнику питания. Кроме того, литиевые элементы имеют высокую удельную плотность энергии, что позволяет при ограниченных габаритах дольше обеспечить питанием полезную нагрузку.

Рисунок 1.4 - Разрядные кривые различных типов первичных элементов:

1) Zn|NH4a|MnO2, 2) Zn/воздух, 3)7п|КОН|МпО2, 4) Li/FeS2, 5) Zn/Ag2O, 6) Li/(CF)n, 7) Li/MnO2, 8) Li/SO2, 9) Li/SOa2 [3]

Недостатками литиевых гальванических элементов являются относительно высокая стоимость, обусловленная высокой ценой лития и сложной технологией производства, а также пассивацию - ухудшение эксплуатационных характеристик вследствие образования пассивационной пленки на поверхности электрода. Кроме того, следует отметить потенциальную взрывоопасность литиевых элементов при неправильных режимах их эксплуатации.

Вторичные химические источники тока

На сегодняшний день особое распространение среди химических источников тока приобрели вторичные элементы, называемые аккумуляторами, отличительной особенностью которых является возможность многократного и эффективного восстановления запаса энергии [19-20]. Основное функциональное назначение аккумулятора преобразование накопленной энергии химических связей в электрическую в процессе разряда аккумулятора. Во время обратного процесса заряда происходит преобразование подаваемой из вне электрической энергии в

химическую энергию активных компонентов и ее накопление в этой форме. Для заряда аккумулятора электрический ток при помощи специального зарядного устройства пропускается в направлении, которое обратно направлению тока при разряде аккумулятора. Количество циклов заряда-разряда аккумулятора зависит от его внутреннего устройства и условий эксплуатации, для большинства типов аккумуляторов оно может достигать тысячи раз. Как правило, аккумуляторы стоят дороже, чем гальванические элементы, но большое количество циклов заряда-разряда делает их использование экономически выгодным.

Аккумулятор состоит из положительного и отрицательного электродов, которые называются анодом и катодом при заряде аккумулятора, и катодом и анодом при разряде, соответственно. Электроды в аккумуляторе разделены электролитом. При подключении к аккумулятору нагрузки в процессе преобразования химической энергии вырабатывается электрическая энергия посредством окислительно-восстановительных реакций на аноде и катоде. На рисунке 1. 5 приведена типичная поляризационная кривая аккумулятора с учетом влияния различных типов поляризации на вольтамперную характеристику аккумулятора. Вольтамперная характеристика может использоваться для определения емкости аккумулятора, влияния скорости разряда-заряда и температуры, а также работоспособности аккумулятора.

IR DiOp

OCV

End of Life (Concentration zation)

Ohmic

Polarization Higher Rate Discharge

Discharge =>

Рисунок 1.5 - Типичная кривая разряда аккумулятора [10]

Аккумуляторы производятся различных типоразмеров, могут быть классифицированы по их предполагаемому назначению или внутреннему устройству. Химический состав компонентов аккумулятора определяет рабочее напряжение и количество полезной энергии, которая может быть накоплена. На сегодняшний день электрохимические аккумуляторы применяются практически повсеместно, среди большого количества разновидностей вторичных источников тока можно выделить свинцово-кислотные, никелевые и литиевые аккумуляторы (и их аккумуляторные батареи), которые получили наибольшее распространение. В таблице 1.2 представлен сравнительный анализ параметров указанных типов аккумуляторов [21].

Таблица 1.2 - Сравнительный анализ параметров различных типов аккумуляторов

Параметр Тип аккумулятора

свинцово-кислотный никелевый литиевый

Номинальное напряжение, В 2 1,2 3,7

Коэффициент полезного действия, % 80-90 70 90

Тип электролита кислотный щелочной органический

Жизненный цикл 200-800 500-1500 1000-4000

Диапазон рабочих температур, °С от -40 до +40 от -50 до +55 от -20 до +60

Стоимость низкая средняя высокая

Саморазряд низкий высокий низкий

Эффект памяти - + +

Хранение при 100% зарядке при 100% зарядке при 40% зарядке

Взрывоопасность низкая низкая высокая

Требования к безопасности термически стабильны термически стабильны требуется схема защиты

Экологичность средняя низкая средняя

На рисунке 1.6 приведены разрядные характеристики различных типов аккумуляторов. Начальное напряжение вторичных источников тока находится в диапазоне от 1,3 В до 4,1 В, причем литиевые аккумуляторы имеют более высокое рабочее напряжение. Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют практически постоянное напряжение на протяжении всего цикла разряда.

Рисунок 1.6 - Разрядные кривые различных типов аккумулятора [22]

Широкое распространение свинцово-кислотных аккумуляторов связано с относительно низкой ценой, простотой реализации, применением в транспортных средствах в качестве источника электроэнергии, в системах аварийного освещения и в качестве резервного источника энергии [23,24]. На сегодняшний день разработаны различные варианты реализации этого типа аккумуляторов, которые отвечают требованиям различных потребителей. В свинцово-кислотных аккумуляторах активным веществом на аноде является свинец, на катоде - диоксид свинца, а электролитом - водный раствор серной кислоты [25,26]. В процессе разряда свинцово-кислотного аккумулятора происходит сульфатация электродов, так как образуется малорастворимый сульфат свинца и наблюдается разбавление серной кислоты. Как известно, цикл заряда-разряда любого аккумулятора сопровождается небольшим количеством необратимых процессов на электродах,

Lithium Ion

OS

20 40 60 ВО 100

Percent of Capacity Discharged

из чего следует то, что через определенное количество циклов аккумулятор теряет возможность полной зарядки, что так же может произойти при длительном хранении аккумулятора. Для устранения угрозы взрыва в аккумуляторах такого типа предусматривают вентиляционную систему.

Традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы отличаются высоким коэффициентом полезного действия и высокой удельной мощностью, низкой величиной саморазряда (который преимущественно определяется скоростью растворения свинца), возможностью вторичной переработки (большинство аккумуляторов такого типа содержат переработанный свинец). К недостаткам относят высокую токсичность оксида свинца, снижение емкости при хранении в разряженном состоянии, осыпание и коррозия электродов, большой вес, сложность изготовления в малых габаритах и другие. На сегодняшний день разработаны новые технологии изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов [27]. Одним из высокотехнологичных свинцовых аккумуляторов является аккумулятор, который произведен по технологии Absorbent Glass Mat (AGM) [28], который является герметизированным закрытым аккумулятором с абсорбированным электролитом, что значительно изменяет свойства аккумулятора. Большим преимуществом такого аккумулятора является то, что его можно устанавливать в произвольном положении, а также благодаря высокой степени рекомбинации газов, он выделяет мало газа, что снижает потенциальную взрывоопасность.

Основным преимуществом никель-кадмиевых аккумуляторов в сравнении со свинцово-кислотными аккумуляторами является то, что они неприхотливы в обслуживании и практически не выделяют газа [3,29]. В связи с тем, что никель-кадмиевые аккумуляторы наносят значительный экологический вред, область их применения существенно уменьшилась. Но несмотря на этот фактор, их продолжают использовать в автономных устройствах, для которых необходим высокий ток разрядки, низкая стоимость и долговечность. Они хорошо себя показывают при экстремальных температурах эксплуатации.

В никель-кадмиевом аккумуляторе отрицательный электрод содержит кадмий, положительный электрод содержит гидроксид никеля, электролитом

является гидроксид калия, иногда с примесью гидроксида лития для увеличения емкости [30]. В никель-кадмиевых аккумуляторах наблюдается эффект, который называется «эффект памяти», возникающий при начале заряда аккумулятора до момента полного разряда [31]. В этом случае аккумулятор «запоминает» состояние неполного разряда и теряет свою эффективность из-за уменьшения емкости и увеличения внутреннего сопротивления. Неоспоримым преимуществом никель-кадмиевых аккумуляторов является то, что они долговечны, их можно хранить в разряженном состоянии, при правильной эксплуатации количество их рабочих циклов велико, при всем при этом они имеют малый вес и низкую стоимость. К основным недостаткам следует отнести эффект памяти, высокий ток саморазряда, токсичность используемых материалов и сложность вторичной переработки.

Для преодоления вышеперечисленных недостатков был разработан никель-металлгидридный аккумулятор, в котором в качестве положительного электрода применяется оксид никеля, отрицательный электрод содержит водород в виде металлгидрида, электролитом является гидроксид калия [32,33]. Новый материал катода позволил улучшить характеристики этого типа аккумуляторов. Сфера применения охватывает область, в которой используются стандартные гальванические элементы, а также радиоаппаратуру, электромобили, системы автономного энергоснабжения.

Характеристики никель-металлгидридного аккумулятора в большой степени зависят от сплава отрицательного электрода, а также и от технологии обработки данного сплава [34]. При эксплуатации аккумулятора происходит деградация отрицательного электрода, образуются трещины и при реакции с электролитом происходит коррозия, в результате чего уменьшается количество электролита и увеличивается внутренне сопротивление аккумулятора, уменьшается количество циклов зарядки-зарядки. Преимуществами данного типа аккумуляторов является то, что они значительно в меньшей степени подвержены эффекту памяти, в отличие от никель-кадмиевых аккумуляторов, долговечны и в разряженном состоянии имеют длительный срок хранения, они экологически менее опасны и могут быть переработаны вторично, так как содержат только слабые токсины. Недостатком

является узкий интервал рабочих токов, узкий температурный диапазон эксплуатации, высокая степень саморазряда, небольшое количество циклов заряда-разряда (около 500), также необходимость полного цикла заряда-разряда.

Несмотря на то, что производство литиевых аккумуляторов (ЛА) началось лишь в 90-х годах XX века, сегодня этот тип аккумуляторов повсеместно применяется практически во всех сферах деятельности человека: в портативной электронике и цифровой технике, в электротранспорте и энергетических системах как источник и накопитель энергии [35-37]. Внутреннее устройство и основные принципы работы литиевых аккумуляторов рассматриваются в следующем разделе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Никишина Гузель Венеровна, 2022 год

Список использованных источников

1. Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока. М. Изд-во «Советское радио» - 1968. - 384с.

2. Дасоян М.А. Химические источники тока: справочное издание. 2-е изд. - Л.: Энергия, 1969. - 587с.

3. Коровин Н.В., Скундин А.М. (ред.) Химические источники тока: Справочник. - М.: Изд-во МЭИ, - 2003. - 740с.

4. ГОСТ Р 58593-2019. Источники тока химические. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2019. - 70с.

5. Частоедов Л.А. Электротехника: Программир. Учеб. пособие для техникумов ж.-д. трансп.-3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк. - 1989. - 352с.

6. Киреев В.А. Курс физической химии: учеб. для хим. специальностей вузов / В. А. Киреев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия. - 1975. - 776с.

7. Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика. - М.: Энергоатомиздат. -1991. - 264с. ил.

8. Breeze P. Chapter 2 - The Fundamentals of Fuel Cell Operation // Fuel Cells. -2017. - P. 11-21. - ISBN 9780081010396. / DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101039-6.00002-9.

9. Larminie J., Dicks, A. (2013). Introduction. Fuel Cell Systems Explained, 1-24. doi: 10.1002/9781118878330.ch1

10. Winter M., Brodd R. What Are Batteries, Fuel Cells, and Supercapacitors? // Chem. Rev. - 2004. - V.104. - №10. - P.4245-4270. / DOI: https://doi.org/10.1021/cr020730k.

11. Petrone R., Zheng Z., Hissel D., Becherif M., Yousfi-Steiner N. A review on model-based diagnosis methodologies for PEMFCs // International Journal of Hydrogen Energy. - 2013. - V.38. - Iss.17. - P.7077-7091.

12. Kadjo A.J.-J., Brault P., Caillard A., Garnier J.-P., Martemianov S. Improvement of proton exchange membrane fuel cell electrical performance by

optimization of operating parameters and electrodes preparation // Journal of Power Sources, - 2007. - V.172. - P.613-622.

13. Денисов Е.С. Нелинейная и линейная электрические модели водородного топливного элемента и идентификация его параметров / Е. С. Денисов // Нелинейный мир. - 2008. - Т.6. - №8. - С.81-85.

14. Никишин Т.П. Релаксационные процессы батарей твердополимерных водородных топливных элементов и оценка их диагностических свойств / Т. П. Никишин, Е. С. Денисов, Н. А. Адъютантов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2020. - №7. - С.1-12. / DOI: 10.25791/pribor.07.2020.1187.

15. Astafev E. A., Ukshe A. E., Manzhos R. A., et al. Flicker noise spectroscopy in the analysis of electrochemical noise of hydrogen-air PEM fuel cell during its degradation // International Journal of Electrochemical Science. - 2017. - V. 12. - № 3.

- P. 1742-1754. / DOI: 10.20964/2017.03.56.

16. Owens B. B., Reale P., Scrosati, B. Primary Batteries | Overview // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.22-27. / DOI: 10.1016/b978-044452745-5.00096-4.

17. SAFT // [Электронный ресурс] - URL: https://www.saftbatteries.com, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 18.11.2018 г).

18. Химические источники тока на все случаи жизни: литиевые батарейки // [Электронный ресурс] - URL: https://www.compel.ru/lib/54072, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 18.11.2018 г).

19. Данько Е.Т., Чернов Б.Б. Электрохимия: учебное пособие. - Владивосток: Мор. гос. ун-т им. адм. Г.И. Невельского, - 2009. - 54 с.

20. Brodd R.J. Secondary Batteries | Overview // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.254-261. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00125-8.

21. Hannan M.A., Lipu M.S.H., Hussain A., Mohamed A. A review of lithium-ion battery state of charge estimation and management system in electric vehicle applications: Challenges and recommendations // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2017.

- V.78. - P. 834-854. DOI: 10.1016/j.rser.2017.05.001/.

22. Battery Performance Characteristics / Battery and Energy Technologies // [Электронный ресурс] - URL: https://www.mpoweruk.com/performance.htm, свободный - Загл. с экрана (дата обращения: 21.04.2019 г).

23. May G. Secondary Batteries - Lead - Acid Systems | Stationary Batteries // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.859-864. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00145-3.

24. Meissner E. Secondary Batteries - Lead - Acid Systems | Automotive Batteries: Conventional // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. -P.829-850. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00148-9.

25. Свинцово-кислотный аккумулятор. Устройство и принцип действия аккумулятора. Теория электротехники // [Электронный ресурс] - URL: http://www.eti.su/articles/electrotehnika/electrotehnika_312.html, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 18.11.2018 г).

26. Rand D.A.J., Moseley P.T. Secondary Batteries - Lead - Acid Systems | Stationary Batteries | Overview // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. -2009. - P. 550-575. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00126-X.

27. Таганова А.А., Семенов A.E. Свинцовые аккумуляторные батареи: стационарные, тяговые, для портативной аппаратуры. - СПб.: Химиздат. - 2004. -117 с.

28. Schwimmbeck S., Schroer P., Buchner Q., Herzog H.-G. Modeling the Dynamic Behavior of 12 V AGM Batteries and Its Degradation // 2019 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). - 2019. - P.1-6. / DOI: 10.1109/VPPC46532.2019.8952242.

29. Хрусталев Д.А. Аккумуляторы. / Д.А. Хрусталев. - Москва: Изумруд. -2003. - 224 с.

30. Shukla A.K. Venugopalan S., Hariprakash B. Secondary Batteries - Nickel Systems | Nickel-Cadmium: Overview // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.452-458. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00153-2.

31. Sato Y. Secondary Batteries - Nickel Systems | Memory Effect // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.534-549. /DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00161-1.

32. Berndt D. Maintenance-Free Batteries: Lead-Acid, Nickel/Cadmium, Nickel/Metal Hydride: A Handbook of Battery Technology. - 2nd ed // Research Studies Press. - 1997. - P.496.

33. Notten P.H.L., Latroche M., Secondary Batteries - Nickel Systems | NickelMetal Hydride: Metal Hydrides // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. -2009. - P.502-521. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00164-7.

34. Hariprakash B., Shukla A.K., Venugoplan S. Secondary Batteries - Nickel Systems | Nickel-Metal Hydride: Overview // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.494-501. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00158-1.

35. Van Schalkwijk W.A., Scrosati B. Advances in Lithium-Ion Batteries. -N.Y.: Kluwer Academic. Plenum Publishers. - 2002. - P.607.

36. Kurzweil P., Brandt K. Secondary Batteries - Lithium Rechargeable Systems | Overview // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.1-26. / DOI: 10.1016/b978-044452745-5.00185-4.

37. Scrosati B., Garche J. Lithium batteries: Status, prospects and future // Journal of Power Sources. - 2010. - V.195. - Iss.9. - P.2419-2430. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2009.11.048.

38. Lithium Ion Rechargeable Batteries: Technical Handbook, Sony Corporation // [Электронный ресурс] - URL: http://www.sony.com .cn/products/ed/battery/download.pdf, свободный - Загл. с экрана (дата обращения: 21.04.2019 г).

39. Nitta N., Wu F., Lee J.T., Yushin G. Li-ion battery materials: present and future // Materials Today. - 2015. - V.18. - Iss.5. - P.252-264. / DOI: 10.1016/j.mattod.2014.10.040.

40. Cathode Studies: New Opportunities in Li-Ion Batteries // [Электронный ресурс] - URL: https://www.hiden.fr/blog/cathode-studies-batteries/, свободный -Загл. с экрана (дата обращения: 21.04.2019 г).

41. Goodenough J. B., Park K.-S. (2013). The Li-Ion Rechargeable Battery: A Perspective // Journal of the American Chemical Society. - 2013. - V.135. - Iss.4. -P.1167-1176. / DOI: 10.1021/ja3091438.

42. Ismail N.H.F., et al. Simplified Heat Generation Model for Lithium ion battery used in Electric Vehicle // 2013 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 53 012014. - 2013. -P.1-4. / DOI: 10.1088/1757-899X/53/1/012014.

43. Tarascon J.M., Armand M. Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries // Nature. - V.414. - P.359-367. / DOI: 10.1038/35104644.

44. Goodenough J.B., Kim Y. Challenges for Rechargeable Li Batteries // Chemistry of Materials. - 2010. - V.22. - №№3. - P.587-603. / DOI: 10.1021/cm901452z.

45. Balakrishnan P.G., Ramesh R., Prem Kumar T. Safety mechanisms in lithiumion batteries // Journal of Power Sources. - 2006. - V.155. - Iss.2. - P.401-414. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2005.12.002.

46. Wu X., Song K., Zhang X., Hu N., Li L., Li W., Zhang L., Zhang H. (2019) Safety Issues in Lithium Ion Batteries: Materials and Cell Design // Frontiers in Energy Research. - 2019. - V.7. - art.№65. - P.1-17. / DOI: 10.3389/fenrg.2019.00065.

47. Воробьев И.С. Разработка и исследование твердофазных электродов литиевого аккумулятора: диссертация ... кандидата технических наук: 02.00.05/ Воробьев Иван Сергеевич. - Москва: Национальный исследовательский университет «МЭИ», 2016. - 153с.

48. The difference between lithium ion and lithium polymer batteries // [Электронный ресурс] - URL: https://www.batterypowertips.com/difference-between-lithium-ion-lithium-polymer-batteries-faq/, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 04.09.2021 г).

49. An Y., Han X., Liu Y., Azhar A., Na J., Nanjundan A. K., Wang S., Yu J., Yamauchi Y. Progress in Solid Polymer Electrolytes for Lithium-Ion Batteries and Beyond // Small. - 2021. - art.№ 2103617. - P.1-36. / DOI: 10.1002/smll.202103617.

50. Birkl C.R., Roberts M.R., McTurk E., Bruce P.G., Howey D.A. Degradation diagnostics for lithium ion cells // Journal of Power Sources. - 2017. - V.341. - P.373-386. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2016.12.011.

51. Edge J.S., O'Kane S., Prasser R., Kirkaldy N.D., Patel A.N., Hales A., Ghosh A., Ai W., Chen J., Yang J., Li S., Pang M.-C., Bravo Diaz L., Tomaszewska A., Marzook M.W., Radhakrishnan K.N., Wang H., Patel Y., Wu B., Offer G.J. Lithium ion battery degradation: what you need to know // Physical Chemistry Chemical Physics. -2021. -V.23. - Iss.14. - P.8200-8221. / DOI: 10.1039/d1cp00359c.

52. Safari M., Delacourt C. Aging of a Commercial Graphite/LiFePO4 Cell // Journal of The Electrochemical Society. - 2011. - V.158 - №10. - P.A1123-A1135.

53. Vetter J., Novak P., Wagner M.R., Veit C., Möller K.-C., Besenhard J.O., Winter M., Wohlfahrt-Mehrens M., Vogler C., Hammouche A. Ageing mechanisms in lithium-ion batteries // Journal of Power Sources. - 2005. - V.147. -Iss.1-2. - P. 269-281. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2005.01.006.

54. Agubra V., Fergus J. Lithium ion battery anode aging mechanisms // Materials.

- 2013. - V.6. - №4. - P. 1310-1325. / DOI: 10.3390/ma6041310.

55. Verma P., Maire P., Novak P. A review of the features and analyses of the solid electrolyte interphase in Li-ion batteries // Electrochimica Acta. - 2010. - V.55. - Iss.22.

- P.6332-6341. / DOI: 10.1016/j.electacta.2010.05.072.

56. Pinson M.B., Bazant M.Z. Theory of SEI formation in rechargeable batteries: capacity fade, accelerated aging and lifetime prediction // J. Electrochem. Soc. - 2012. -V.160. - №2. - P.A243-A250. / DOI: 10.1149/2.044302jes.

57. Alzate-Vargas L., Blau S.M., Spotte-Smith E.W.C., Allu S., Persson K.A., Fattebert J.-L. Insight into SEI Growth in Li-Ion Batteries using Molecular Dynamics and Accelerated Chemical Reactions // J. Phys. Chem. - 2021. - V.125. - №34. - P.18588-18596. / DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c04149.

58. Christensen J., Newman J. Stress Generation and Fracture in Lithium Insertion Materials // J. Solid State Electrochem. - 2006. - V.10. - №5. - P.293-319. / DOI: 10.1007/s10008-006-0095-1.

59. Cheng X.-B., Zhang R., Zhao C.-Z., Zhang Q. Toward Safe Lithium Metal Anode in Rechargeable Batteries: A Review // Chemical Reviews. - 2017. - V.117. -№15. - P.10403-10473. / DOI: 10.1021/acs.chemrev.7b00115.

60. The effect of an SEI layer on anode and cathode particles // [Электронный ресурс] - URL: https://www.forgenano.com/effect-sei-layer-anode-cathode-particles, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 18.11.2018 г).

61. Brissot C., Rosso M., Chazalviel J.-N., Lascaud S. Dendritic growth mechanisms in lithium/polymer cells // Journal of Power Sources. - 1999. - V.81-82. -P.925-929. / DOI: 10.1016/S0378-7753(98)00242-0.

62. Schauser N.S., et al. Lithium Dendrite Growth in Glassy and Rubbery Nanostructured Block Copolymer Electrolytes // Journal of The Electrochemical Society.

- 2015. - V.162. - №3. - P.A398-A405.

63. Rosso M., Gobron T., Brissot C., Chazalviel J.-N., Lascaud S. Onset of dendritic growth in lithium/polymer cells // Journal of Power Sources. - 2001. - V.97-98. - P.804-806. / DOI: 10.1016/S0378-7753(01)00734-0.

64. Reniers J. M., Mulder G., Howey D. A. Review and performance comparison of mechanical-chemical degradation models for lithium-ion batteries // J. Electrochem. Soc. - 2019. - V.166. - P.A3189 -A3200.

65. Waldmann T., Wilka M., Kasper M., Fleischhammer M., Wohlfahrt-Mehrens M. Temperature dependent ageing mechanisms in Lithium-ion batteries - A Post-Mortem study // J. Power Sources. - 2014. - V.262. - P.129-135.

66. Harris S. J., Harris D. J., Li C. Failure statistics for commercial lithium ion batteries: A study of 24 pouch cells // J. Power Sources. - 2017. - V.342. - P.589-597.

67. Middlemiss L.A., Rennie A.J.R., Sayers R., West A. R. Characterisation of batteries by electrochemical impedance spectroscopy // Energy Reports. - 2020. - V.6. -Sup.5. - P.232-241. / DOI: 10.1016/j.egyr.2020.03.029.

68. Zhang J., Lee J. A review on prognostics and health monitoring of Li-ion battery // Journal of Power Sources. - 2011. - V.196. - Iss.15. - P.6007-6014. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2011.03.101.

69. Bezmalinovic D., Simic B., Barbir F. Characterization of PEM fuel cell degradation by polarization change curves // Journal of Power Sources. - 2015. - V.294.

- P.82-87. / DOI:10.1016/j.jpowsour.2015.06.047.

70. Saha, B., Goebel K. Modeling Li-ion battery capacity depletion in a particle filtering framework // Proceedings of the Annual Conference of the Prognostics and Health Management Society. - 2009. - P. 1-10.

71. Zhang D., Haran B.S., Durairajan A., White R.E., Podrazhansky Y., Popov B.N. Studies on capacity fade of lithium-ion batteries // Journal of Power Sources. - 2000. - V.91. - Iss.2. - P.122-129. / DOI: 10.1016/S0378-7753(00)00469-9.

72. Huggins R.A. Negative Electrodes in Lithium Cells // Advanced Batteries: Materials Science Aspects. - 2008. - P.123-149. / DOI: 10.1007/978-0-387-76424-5_7.

73. Rivera-Barrera J.P., Muñoz-Galeano N., Sarmiento-Maldonado H.O. SoC Estimation for Lithium-ion Batteries: Review and Future Challenges // Electronics. -2017. - V.6. - art.№102. - P.1-33. / DOI: 10.3390/electronics6040102.

74. Xing Y., He W., Pecht M., Tsui K.L. State of charge estimation of lithium-ion batteries using the open-circuit voltage at various ambient temperatures // Applied Energy. - 2014. - V.113. - P.106-115. ISSN 0306-2619. / DOI: 10.1016/j.apenergy.2013.07.008.

75. Brodd R.J. Applications - Portable | Notebooks: Batteries // Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. - 2009. - P.22-28. / DOI: 10.1016/B978-044452745-5.00359-2.

76. Zheng Y., Ouyang M., Han X., Lu L., Li J. Investigating the error sources of the online state of charge estimation methods for lithium-ion batteries in electric vehicles // Journal of Power Sources. - 2018. - V.377. - P.161-188. / DOI: 10.1016/j.j powsour.2017.11.094.

77. Моделирование литий-ионных аккумуляторов для систем управления батареями: обзор текущего состояния. Борисевич А.В. Современная техника и технологии. 2014. № 5 // [Электронный ресурс] - URL: http://technology.snauka.ru/2014/05/3542, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 21.04.2019 г).

78. Li Z., Huang J., Liaw B.Y., Zhang J. On state-of-charge determination for lithium-ion batteries // Journal of Power Sources. - 2017. - V.348. - P.281-301. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2017.03.001.

79. Lavigne L., Sabatier J., Mbala Francisco J., Guillemard F., Noury A. Lithiumion Open Circuit Voltage (OCV) curve modelling and its ageing adjustment // Journal of Power Sources. - 2016. - V.324. - P.694-703. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2016.05.121.

80. Yang N., Zhang X., Shang B., Li G. Unbalanced discharging and aging due to temperature differences among the cells in a lithium-ion battery pack with parallel combination // Journal of Power Sources. - 2016. - V.306. - P.733-741. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2015.12.079.

81. Kang L., Zhao X., Ma J. A new neural network model for the state-of-charge estimation in the battery degradation process // Applied Energy. - 2014. - V.121. - P.20-27. / DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.01.066.

82. Álvarez Antón J.C., García Nieto P.J., de Cos Juez F.J., Sánchez Lasheras F., González Vega M., Roqueñí Gutiérrez M.N. Battery state-of-charge estimator using the SVM technique // Applied Mathematical Modelling. - 2013. -V.37. - Iss.9. - P.6244-6253. / DOI: 10.1016/j.apm.2013.01.024.

83. Babaeiyazdi I., Rezaei-Zare A., Shokrzadeh S. State of charge prediction of EV Li-ion batteries using EIS: A machine learning approach // Energy. - 2021. - V.223. -art.№120116. - P.1-9. / DOI: 10.1016/j.energy.2021.120116.

84. Tian J., Xiong R., Shen W., Lu J. State-of-charge estimation of LiFePO4 batteries in electric vehicles: A deep-learning enabled approach // Applied Energy. -2021. - V.291. - art.№116812. - P.1-10. / DOI: 10.1016/j.apenergy.2021.116812.

85. Параметрический метод контроля эксплуатационных характеристик аккумуляторных батарей. Чупин Д.П.. // [Электронный ресурс] - URL: https://omgtu.ru/scientific_activities/dissertatsionnye_sovety/obyavleniya_o_zashchite_ dissertatsiy_i_dokumenty_k_nim/chopin-d-p/avtoreferat.pdf, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 20.04.2021 г).

86. Система диагностики и обработки отказов и метод литий-ионной аккумуляторной батареи. Патент КНР CN110931899A, МПК H01M10/0525; H01M10/42; H01M10/48, опубл. 27.03.2020.

87. Способ оценки технического состояния и отбраковки аккумуляторов в аккумуляторных батареях, патент RU 2466418 // [Электронный ресурс] - URL: http://www.findpatent.ru/patent/246/2466418.html, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 30.05.2021 г).

88. Cooper K.R., Smith M. Electrical test methods for on-line fuel cell ohmic resistance measurement // Journal of Power Sources. - 2006. - V.160. - Iss.2. - P.1088-1095. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2006.02.086.

89. Cho S., Jeong H., Han C., Jin S., Lim J. H., Oh J. State-of-charge estimation for lithium-ion batteries under various operating conditions using an equivalent circuit model // Computers & Chemical Engineering. - 2012. - V.41. - Pages 1-9. / DOI: 10.1016/j.compchemeng.2012.02.003.

90. Ranjbar H., Banaei A., Khoobroo A., Fahimi B. Online Estimation of State of Charge in Li-Ion Batteries using Impulse Response Concept // IEEE Trans. Smart Grid. - 2012. - V.3. - №1. - P.360-367.

91. Yang Z., Patil D., Fahimi B. Online estimation of capacity fade and impedance of lithium-ion batteries based on impulse response technique // 2017 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). - 2017. - P.1229-1235. / DOI: 10.1109/APEC.2017.7930852.

92. Meddings N., Heinrich M., Overney F., Lee J.-S., Ruiz V., Napolitano E., Seitz S., Hinds G., Raccichini R., Gaberschek M., Park J. Application of electrochemical impedance spectroscopy to commercial Li-ion cells: A review // Journal of Power Sources. - 2020. - V.480. - art.№228742. - P.1-27. / DOI: 10.1016/j .jpowsour.2020.228742.

93. Gaberscek, M. Understanding Li-based battery materials via electrochemical impedance spectroscopy // Nat Commun. - 2021. - V.12. - art.№6513. / DOI: 10.1038/s41467-021-26894-5.

94. Barsoukov E., Macdonald J. R. Impedance Spectroscopy: Theory, Experiment, and Applications, Third Edition - NJ.: Wiley, - 2018. - P.528. / DOI:10.1002/9781119381860.

95. Li J., Arbizzani C., Kjelstrup S., Xiao J., Xia Y., Yu Y., Yang Y., Belharouak I., Zawodzinski T., Myung S.T., Raccichini R., Passerini S. Good practice guide for papers on batteries for the Journal of Power Sources // Journal of Power Sources. - 2020.

- V.452. - art№227824. - P.1-4.

96. Teo L., Subramanian V.R., Schwartz D.T. Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy of Lithium-ion Batteries: Revealing Underlying Physics through Efficient Joint Time-Frequency Modeling // Journal of The Electrochemical Society. - 2021. - V.168. - art.№010526. - P.1-16.

97. Watanabe H., Omoto S., Hoshi Y., Shitanda I., Itagaki M. Electrochemical impedance analysis on positive electrode in lithium-ion battery with galvanostatic control // Journal of Power Sources. - 2021. - V.507. - art.№230258. - P.1-10. / DOI: 10.1016/j .jpowsour.2021.230258.

98. Liebhart B., Komsiyska L., Endisch C. Passive impedance spectroscopy for monitoring lithium-ion battery cells during vehicle operation // Journal of Power Sources.

- 2020. - V.449. - art.№227297. - P.1-11. / D0I:10.1016/j.jpowsour.2019.227297.

99. Kassem M., Bernard J., Revel R., Pélissier S., Duclaud F., Delacourt C. Calendar aging of a graphite/LiFeP04 cell // Journal of Power Sources. - 2012. - V.208.

- P.296-305. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2012.02.068.

100. Petzl M., Kasper M., Danzer M.A. Lithium plating in a commercial lithiumion battery - A low-temperature aging study // Journal of Power Sources. - 2015. - V.275.

- P.799-807. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.11.065.

101. Dupré N., Martin J.-F., Oliveri J., Soudan P., Yamada A., Kanno R., Guyomard D. Relationship between surface chemistry and electrochemical behavior of LiNi1/2Mn1/2O2 positive electrode in a lithium-ion battery // Journal of Power Sources.

- 2011. - V.196. - Iss.10. - P.4791-4800. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2010.07.049.

102. Iturrondobeitia A., Aguesse F., Genies S., Waldmann T., Kasper M., Ghanbari N., Wohlfahrt-Mehrens M., Bekaert E. Post-Mortem Analysis of Calendar-Aged 16 Ah NMC/Graphite Pouch Cells for EV Application // The Journal of Physical Chemistry C.

- 2017. - V.121. - №40. - P.21865-21876. / DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b05416.

103. Waag W., Käbitz S., Sauer D.U. Experimental investigation of the lithium-ion battery impedance characteristic at various conditions and aging states and its influence on the application // Applied Energy. - 2013. - V.102. - P.885-897. / DOI: 10.1016/j.apenergy.2012.09.030.

104. Keil P., Schuster S. F., Wilhelm J., Travi J., Hauser A., Karl R.C., Jossen A. Calendar Aging of Lithium-Ion Batteries // Journal of The Electrochemical Society. -201б. - V.163. - №9. - P.A1872-A1880.

105. Naumann M., Schimpe M., Keil P., Hesse H.C., Jossen A., Analysis and modeling of calendar aging of a commercial LiFePO4/graphite cell // Journal of Energy Storage. - 2018. - V.17. - P.153-169. / DOI: 10.1016/j.est.2018.01.019.

106. Rodrigues S., Munichandraiah N., Shukla A.K. A review of state-of-charge indication of batteries by means of a.c. impedance measurements // Journal of Power Sources. - 2000. - V.87. - Iss.1-2. - P.12-20. / DOI: 10.1016/S0378-7753(99)00351-1.

107. Lasia A. Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications. // Modern Aspects of Electrochemistry. - Boston, MA. - 2002. - V.32. - P.143-248. / DOI: 10.1007/0-306-46916-2_2.

108. Osaka T., Momma T., Mukoyama D., Nara H. Proposal of novel equivalent circuit for electrochemical impedance analysis of commercially available lithium ion battery // J. Power Sources. - 2012. - V.205. - P.483-486.

109. Импедансная спектроскопия электролитических материалов. Буянова Е.С., Емельянова Ю.В. // [Электронный ресурс] - URL: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/1542/7/1334947_schoolbook.pdf, свободный. -Загл. с экрана (дата обращения: 20.04.2021 г).

110. Zhu J.G., Sun Z.C., Wei X.Z., Dai H.F. A new lithium-ion battery internal temperature on-line estimate method based on electrochemical impedance spectroscopy measurement // Journal of Power Sources. - 2015. - V.274. - P.990-1004. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.10.182.

111. Westerhoff U., Kroker T., Kurbach K., Kurrat M. Electrochemical impedance spectroscopy based estimation of the state of charge of lithium-ion batteries // Journal of Energy Storage. - 2016. - V.8. - P.244-256. / DOI: 10.1016/j.est.2016.09.001.

112. Tian N., Wang Y., Chen J., Fang H. On parameter identification of an equivalent circuit model for lithium-ion batteries // 2017 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA). - 2017. - P.187-192. / DOI: 10.1109/CCTA.2017.8062461.

113. Hentunen A., Lehmuspelto T., Suomela J. Time-Domain Parameter Extraction Method for Thévenin-Equivalent Circuit Battery Models // IEEE Transactions on Energy Conversion. - 2014. - V.29. - №3. - P.558-566. / DOI: 10.1109/TEC.2014.2318205.

114. Huang J., Zhang J., Li Z., Song S., Wu N. Exploring Differences between Charge and Discharge of LiMn2O4/Li Half-cell with Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy // Electrochimica Acta. - 2014. - V.131. - P.228-235. / DOI: 10.1016/j.electacta.2014.02.030.

115. Huang J., Li Z., Zhang J. Dynamic electrochemical impedance spectroscopy reconstructed from continuous impedance measurement of single frequency during charging/discharging // Journal of Power Sources. - 2015. - V.273. - P.1098-1102. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.07.067.

116. Schuster S.F., Brand M.J., Campestrini C., Gleissenberger M., Jossen A. Correlation between capacity and impedance of lithium-ion cells during calendar and cycle life // Journal of Power Sources. - 2016. - V.305. - P.191-199. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2015.11.096.

117. Лукавцев В.П. Оценка степени разряженности тионилхлоридно-литиевых источников тока по их импедансным характеристикам / В.П. Лукавцев, З.А. Ротенберг, А.В. Дрибинский [и др.] // Электрохимия. - 2005. - Т.41. - №10. -С.1234-1238.

118. Kurzweil P., Scheuerpflug W. State-of-Charge Monitoring and Battery Diagnosis of Different Lithium Ion Chemistries Using Impedance Spectroscopy // Batteries. - 2021. - V.7 - art.№17. - P.1-16. / DOI: 10.3390/batteries7010017.

119. Xu J., Mi C.C., Cao B., Cao J. A new method to estimate the state of charge of lithium-ion batteries based on the battery impedance model // Journal of Power Sources. - 2013. - V.233. - P.277-284. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2013.01.094.

120. Тягай В.А. Шумы электрохимических систем. /В.А. Тягай //Электрохимия. - 1974. - Т.10. - С.3.

121. Графов Б.М. Электрохимическая шумовая диагностика: анализ алгоритма ортогональных разложений / Б.М. Графов, Ю.А. Добровольский, А.Д. Давыдов, А.Е. Укше, А.Л. Клюев, Е.А. Астафьев // Электрохимия. - 2015. - Т.51. -№6. - С.579-583.

122. Евдокимов Ю.К. Электрический шум водородного топливного элемента и исследование его диагностических свойств / Ю.К. Евдокимов, С.А. Мартемьянов, Е.С. Денисов // Нелинейный мир. - 2009. - Т.7. - №9. - С.706-712.

123. Denisov E.S., Evdokimov Y.K., Martemianov S., Thomas A., Adiutantov N. Electrochemical Noise as a Diagnostic Tool for PEMFC // Fuel Cells. - 2017. - V.17. -Issue .2. - P.225-237.

124. Астафьев Е.А. Электрохимические шумы химических источников тока: диссертация ... доктора химических наук: 02.00.05/ Астафьев Евгений Андреевич.

- Москва: Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук, 2020. - 323с.

125. Legros B., Thivel P.-X., Bultel Y., Nogueira R.P. First results on PEMFC diagnosis by electrochemical noise // Electrochemistry Communications. - 2011. - V.13.

- Iss.12. - P.1514-1516. / DOI: 10.1016/j.elecom.2011.10.007.

126. Martemianov S., Maillard F., Thomas, A., et al. Noise diagnosis of commercial Li-ion batteries using high-order moments // Russian Journal of Electrochemistry. - 2016. - V.52. - №12. - P.1122-1130. / DOI: https://doi.org/10.1134/S1023193516120089.

127. Martemianov S., Maillard F., Adiutantov N., et al. New methodology of electrochemical noise analysis and applications for commercial Li-ion batteries // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2015. - V.19. - №9. - P.2803-2810. / DOI: 10.1007/s10008-015-2855-2.

128. Денисов Е.С. Оценка диагностических свойств электрического шума водородного топливного элемента / Е.С. Денисов, А.Ш. Салахова, Н.А. Адъютантов, Ю.К. Евдокимов // Нелинейный мир. - 2017. - Т.15. - №1. - С.71-77.

129. Денисов Е.С. Построение систем контроля и диагностики водородного топливного элемента на основе наблюдения его электрических флуктуаций и шумов / Е.С. Денисов, Ю.К. Евдокимов // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2011. - №1. - С.47-54.

130. Denisov E.S., Salakhova A.S., Adiutantov N.A., Evdokimov Y.K. Fluctuation-Noise Model for PEM Fuel Cell // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2017. - V.225. - art.№012110. - P.1-8. / DOI: 10.1088/1757-899X/225/1/01211.

131. Denisov E., Evdokimov Y. K., Nigmatullin R. R., et al. Spectral method for PEMFC operation mode monitoring based on electrical fluctuation analysis // Scientia Iranica. - 2017. - V.24. - №3. - P.1437-1447. / DOI: 10.24200/sci.2017.4125.

132. Astafev, E.A. Wide frequency band electrochemical noise measurement and analysis of a Li/SOCl2 primary battery // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2019. - V.23. - №2. - P.389-396. / DOI: 10.1007/s10008-018-4151-4.

133. Астафьев Е.А. Измерение и анализ электрохимических шумов литий-ионного аккумулятора / Е.А. Астафьев // Электрохимия. - 2019. - Т.55. - №6. -С.654-662. / DOI: 10.1134/S0424857019060033.

134. Timergalina, G.V., Denisov E.S. Study of Lithium Battery Fluctuations in the Open-Circuit Conditions // 2018 International Conference on Actual Problems of Electron Devices Engineering (APEDE). - 2018. - P.153-155. / DOI: 10.1109/APEDE.2018.8542177.

135. Мартемьянов С.А. Шумовая диагностика промышленных литиево-ионных аккумуляторов с использованием моментов высокого порядка / С.А. Мартемьянов, Ф. Майяр, А. Тома, П. Лагонот, Л. Мадье // Электрохимия. -2016. -Т.52. - №12. - С.1259-1268.

136. Seaman A., Dao T.-S., McPhee J. A survey of mathematics-based equivalent-circuit and electrochemical battery models for hybrid and electric vehicle simulation // Journal of Power Sources. - 2014. - V.256. - P.410-423. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.01.057.

137. Dubarry M., Vuillaume N., Liaw B.Y. From single cell model to battery pack simulation for Li-ion batteries // Journal of Power Sources. - 2009. - V.186. - Iss.2. -P.500-507. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2008.10.051.

138. Waag W., Fleischer C., Sauer D.U. Critical review of the methods for monitoring of lithium-ion batteries in electric and hybrid vehicles // Journal of Power Sources. - 2014. - V.258. - P.321-339. / DOI: 0.1016/j.jpowsour.2014.02.064.

139. Емельянова Ю. В. Импедансная спектроскопия: теория и применение : учебное пособие / Ю. В. Емельянова, М. В. Морозова, З. А. Михайловская, Е. С. Буянова ; под общей редакцией Е. С. Буяновой // Министерство образования и науки Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. - Екатеринбург : Изд-во Уральского университета, 2017. - 156 с.

140. Zhang X., Zhang M., Zhang W. Fundamental Small-signal Modeling of Li-ion Batteries and a Parameter Evaluation Using Levy's Method // Journal of Power Electronics. - 2017. - V.17. - №2. - P.501-513.

141. Rahimian S. K., Rayman S., White R. E. Comparison of single particle and equivalent circuit analog models for a lithium-ion cell //Journal of Power Sources, 2011. - Т. 196. - №. 20. - С. 8450-8462.

142. Тимергалина Г.В. Оценка возможности диагностики электрохимических источников тока по переходным характеристикам / Г.В. Тимергалина, Т.П. Никишин // XXIII Туполевские чтения (школа молодых ученых): сборник докладов Международной молодежной научной конференции (Казань, 08-10 ноября 2017 года). - Казань: Из-во Академии наук РТ, 2017. - С. 717-720.

143. Тимергалина Г.В. Исследование релаксационных режимов работы водородного топливного элемента / Г.В. Тимергалина, Т.П. Никишин // XXIII Туполевские чтения (школа молодых ученых): сборник докладов Международной молодежной научной конференции. - Казань: Из-во Академии наук РТ. - 2017. - С. 698-702.

144. Тимергалина Г.В. Применение новых методов обработки сигналов для распознавания релаксационных режимов работы электрохимических источников энергии // Тимергалина Г.В., Никишин Т.П., Денисов Е.С., Нигматуллин Р.Р. // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2017. Т. 8. № 3. С. 93-983.

145. Никишина Г.В. Система измерения переходных характеристик литиевых аккумуляторов / Г.В. Никишина, А.М. Демидов // Нигматуллинские чтения-2018: тезисы докладов Международной научной конференции (Казань, 0912 октября 2018 года). - Казань: Из-во Академии наук РТ, 2018. - С. 175-177.

146.Никишина Г.В. Диагностика критических режимов работы водородных топливных элементов на основе измерений импеданса во временной области / Денисов Е.С., Евдокимов Ю.К., Никишина Г.В., Сорочкин М.С. // Сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции «Перспективы развития энергетических систем: декарбонизация экономики, водородная энергетика». - 2021. - С.22-23

147. Timergalina G. Lithium battery transient response as a diagnostic tool / E. Denisov, R. Nigmatullin, Y. Evdokimov, G. Timergalina // Journal of Electronic Materials. - 2018. - Vol. 47, № 8. - P. 4493-4501.

148. Timergalina G. Application of new signal processing methods for electrochemical power source relaxation modes detection / G. Timergalina, T. Nikishin, E.S. Denisov, R.R. Nigmatullin // Proc. of the Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications. - 2017. - 7997561.

149. Nikishina G. Automated excitation signal generation system for time-domain impedance spectroscopy / E. Denisov, G. Nikishina, A. Demidov // Proc. of the Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology. - 2019. - P. 328-331.

150. Nikishina G. Method of electrochemical impedance spectroscopy in time domain adapted to diagnostics of electrochemical power sources / E. Denisov, G. Nikishina, A. Thomas, S. Martemianov, Y. Evdokimov // 7th European conference on renewable energy systems: abstract book. - Ankara/Turkey. - 2019. - P. 88.

151. Никишина Г.В. Измерение импедансных характеристик электрохимических источников тока во временной области / Г.В. Никишина // // XXIV Туполевские чтения (школа молодых ученых): материалы Международной молодежной научной конференции. - Казань: ИП Сагиева А.Р. - 2019. - С. 616-619.

152. Nikishina G. Electrochemical power sources relaxations related with step-like load variation / E. Denisov, G. Nikishina, A. Demidov // Proc. of the Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology. - 2020. -P. 230-233.

153. Никишина Г.В. Способ оценки технического состояния электрохимического источника тока и устройство, его реализующее / Е.С. Денисов, Г.В. Никишина. Патент на изобретение 2753085 C1, 11.08.2021. Заявка № 2020140522 от 09.12.2020.

154. Никишина Г.В. Модель переходного процесса литиевого аккумулятора, вызванного изменением нагрузки / Г.В. Никишина // Прикладная электродинамика, фотоника и живые системы - 2021: материалы VII Молодежной международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Казань, 8-10 апреля 2021 года). - С. 101-102.

155. Никишина Г.В. Определение параметров эквивалентной схемы первого порядка на основе переходных характеристик, вызванных изменениями нагрузки / Г.В. Никишина // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы XIV Всерос. науч.-техн. конф. (Чебоксары, 04 июня 2021 года) - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2021. - С. 85-86.

156. Никишина Г.В. Диагностика электрохимических источников тока на основе анализа переходных процессов, вызванных изменениями нагрузки / Г.В. Никишина, Е.С. Денисов // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 2021. Т. 77. № 2. С. 74-81.

157. Тимергалина Г.В. Автоматизированная система измерения переходных характеристик литиевых аккумуляторов / Г.В. Тимергалина, Т.П. Никишин, А.М. Демидов, Е.С. Денисов // XI Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы всероссийской научно-технической конференции

(Чебоксары, 08 июня 2018 года). - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2018. - С. 325326.

158. Никишина Г.В. Аппаратное обеспечение автоматизированной системы диагностики аккумуляторов по переходным характеристикам / Р.Р. Енилиев, Е.С. Денисов, Г.В. Никишина // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы XIV Всерос. науч.-техн. конф. (Чебоксары, 04 июня 2021 года) - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2021. -С. 14-15.

159. Тимергалина Г.В. Автоматизированная установка для исследования релаксационных режимов работы водородного топливного элемента // Никишин Т.П., Тимергалина Г.В., Денисов Е.С. В сборнике: Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике. материалы XI всероссийской научно-технической конференции. - 2018. С. 422-424.

160. Никишина Г.В. Автоматизированная система генерирования сигнала возбуждения для импедансной спектроскопии во временной области / А.М. Демидов, Е.С. Денисов, Г.В. Никишина // Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании. сборник научных статей VIII Международной научно-технической и научно-методической конференции. - СПб: Изд-во СПбГУТ. - 2019. - Т.2 - С. 244-249.

161. Никишина Г.В. Система удаленного мониторинга технического состояния электрохимических аккумуляторов / Е.С. Денисов, Г.В. Никишина, Л.Ф. Нуретдинова // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы 13-й Всерос. науч.-техн. конф.. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та. - 2019. - С. 463-464.

162. Никишина Г.В. Микропроцессорная реализация метода диагностики литиевых аккумуляторов по переходным характеристикам / А.А. Корнеева, Г.В. Никишина, Е.С. Денисов // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. -Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та. - 2020. - С. 140-141.

163. Никишина Г.В. Автоматизация измерений переходных характеристик электрохимических источников тока с использованием потенциостата P-2X / Ю.С. Хованская, З.С. Хисматулина, Е.С. Денисов, Г.В. Никишина // Решетневские чтения: материалы XXIV Международной научно-практической конференции. -Красноярск: Изд-во СибГУ им. М.Ф. Решетнева. - 2020. - С. 256-257.

164. Тимергалина Г.В. Нейросетевой метод диагностики водородных топливных элементов по электрическим флуктуациям и его реализация на ПЛИС. Е.С. Денисов, Г.В. Тимергалина, Т.П. Никишин, Э.Д. Байтемиров // В сборнике: II научный форум телекоммуникации: теория и технологии ТТТ-2017. Проблемы техники и технологий телекоммуникаций ПТИТТ-2017. материалы XVIII Международной научно-технической конференции. - 2017. - С. 280-281.

165. Никишина Г.В. Программное обеспечение устройства управления дополнительной нагрузкой для системы диагностики литиевых аккумуляторов по релаксационным процессам / Р.Р. Енилиев, Г.В. Никишина, Е.С. Денисов // Современное программирование: материалы III Международной научно-практической конференции. - Нижневартовск: Изд-во НВГУ. - 2021. - С. 214-217.

166. Никишина Г.В. Программа для измерения переходных характеристик электрохимических источников тока с предварительным контролем корректности измерений / Г.В. Никишина // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021662321, 26.07.2021.

167. Демидов А.М. Программное обеспечение модуля формирования зондирующего сигнала для систем диагностики электрохимических источников тока по переходным характеристикам / А.М. Демидов, Е.С. Денисов, Г.В. Никишина // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2020610350, 13.01.2020.

168. Денисов Е.С. Программа для измерения параметров модели второго порядка переходной характеристики электрохимических аккумуляторов / Е.С. Денисов, Г.В. Никишина // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2020664715, 18.11.2020.

169. Денисов Е.С. Программа оценки частотных характеристик импеданса электрохимической системы по переходным характеристикам / Е.С. Денисов, Г.В. Никишина // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2020662997, 21.10.2020.

170. Никишина Г.В. Программа для регистрации релаксационных процессов литиевых аккумуляторов, вызванных изменением сопротивления нагрузки, с защитой от избыточного разряда / Е.С. Денисов, Г.В. Никишина, Р.Р. Енилиев // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021667473, 29.10.2021.

171. Денисов Е.С. Программа для формирования набора данных для обучения нейросетевых алгоритмов диагностики электрохимических источников тока по переходным характеристикам / Е.С. Денисов, Г.В. Никишина, А.Р. Хаирова, Л.А. Юманова // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021667719, 02.11.2021.

172. Zhu J., Dewi Darma M.S., Knapp M., S0rensen D.R., Heere M., Fang Q., Wang X., Dai H., Mereacre L., Senyshyn A., Wei X., Ehrenberg H. Investigation of lithium-ion battery degradation mechanisms by combining differential voltage analysis and alternating current impedance // Journal of Power Sources. - 2020. - V. 448. - art.№ 227575. - P. 1-12. / DOI: 10.1016/j.jpowsour.2019.227575.

173. Stroe D.-I., Swierczynski M., Kœr S.K., Teodorescu R. A comprehensive study on the degradation of lithium-ion batteries during calendar ageing: The internal resistance increase // 2016 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). -2016. - P. 1-7. / DOI: 10.1109/ECCE.2016.7854664.

174. Shi G., et al. Determination of Optimal Indicators Based on Statistical Analysis for the State of Health Estimation of a Lithium-Ion Battery // Front. Energy Res. - 2021. - V. 9. - art.№ 690266. - P. 1-16. / DOI: 10.3389/fenrg.2021.690266.