Влияние микро- и наноструктурирования электродных материалов на их физические свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Харсеев Виктор Алексеевич

• Харсеев Виктор Алексеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Харсеев Виктор Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ И ПРОЦЕССЫ СТРУКТУРИРОВАНИЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА

1.1 Уровень развития исследований и разработок химических источников тока

1.2 Формирование состава и структуры в свинцово-кислотном источнике тока

1.2.1 Устройство свинцово-кислотного элемента

1.2.2 Физико-химические процессы при изготовлении электродных пластин

1.3 Физико-химические явления и процессы в свинцово-кислотном элементе

1.3.1 Электрохимические явления

1.3.2 Физические явления

1.3.3 Роль двойного электрического слоя

1.4 Физические пороговые характеристики источников тока

1.5 Моделирование разрядных процессов

1.6 Анализ исследований взаимосвязи структуры и свойств электродных материалов

1.6.1 Изменение структуры отрицательного электродного материала

1.6.1.1 Роль углерода

1.6.1.2 Активация зародышеобразования

1.6.2 Управление электропроводностью положительного электродного материала

1.6.3 Роль наноразмерных структурных изменений

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ТОКОНЕСУЩИХ МАСС

2.1 Характеризация объектов исследования

2.1.1 Положительные, отрицательные токоотводы и электродные материалы

2.1.2 Сульфаты свинца

2.1.3 Углеродные структуры

2.1.4 Органические расширители

2.1.5 Полианилин

2.1.6 Свинцовый сурик

2.2 Процессы изготовления свинцово-кислотных аккумуляторных батарей

2.2.1 Приготовление электродных материалов

2.2.2 Условия и режимы дозревания электродных материалов

2.2.3 Сборка и формирование аккумуляторных батарей

2.3 Методики исследования

2.4 Модельный образец

2.5 Физические методы и методики исследований

2.5.1 Рентгенофазовый анализ

2.5.2 Сканирующая (растровая) электронная микроскопия и энергодисперсионный элементный анализ

2.5.3 Атомно-силовая микроскопия

2.5.4 ИК-Фурье спектроскопия

2.5.5. Комбинационное(рамановское) рассеяние света

2.5.6. Рентгенофлуоресцентный анализ

ГЛАВА 3. ВЗАИМОСВЯЗИ СОСТАВОВ, СТРУКТУР С ДЕЙСТВУЮЩИМИ В ИСТОЧНИКАХ ТОКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ МЕХАНИЗМАМИ ТОКООБРАЗОВАНИЯ

3.1 Структурирование электродных материалов углеродными активаторами

3.1.1 Технический углерод

3.1.2 Гибридный углерод

3.1.3 Графитовые активаторы

3.1.4 Изменения в процессе дозревания положительных и отрицательных электродных материалов

3.2 Структурирование и фазовые превращения в электродных материалах с активатором в виде РЬ304

3.2.1 В процессе дозревания

3.2.2 В процессе формирования (в активной массе)

3.2.3 Модельный эксперимент

3.3 Влияние активаторов на зарядно-разрядные процессы

3.3.1 Роль изоморфизма сульфата бария в зародышеобразовании

3.3.2 Роль углеродных активаторов

3.4 Влияние углеродных активаторов на процессы структурирования в электродных материалах

3.4.1. Барьерно-блокировочный механизм

3.4.2 Повышение развитости поверхности электродных материалов

3.4.3 Роль электроосмоса

ГЛАВА 4. ТВЕРДОФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

4.1 Метод электрохимического формирования пленочных слоев из ультрадисперсного графита

4.2 Характеристика пленочного слоя «наноструктурированный ультрадисперсный графит / медь»

4.3 Модель формирования электрического потенциала в системе «медь - графит»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние микро- и наноструктурирования электродных материалов на их физические свойства»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности.

Мировая энергетика основывается прежде всего на потреблении так называемой первичной энергии [1, 2], основу которой составляют невозобновляемые источники энергии: ископаемое топливо (нефть, каменный уголь, природный газ), а также атомная энергия. Среди первичных энергоносителей важное место отводится ресурсам получения электроэнергии, подразделяющихся на: традиционные (ТЭС, ГЭС, АЭС - «Большая энергетика»; нетрадиционные (физические источники тока - приливные электростанции, использование энергии волн, геотермальные, ветроэлектростанции [3, 4], солнечные [5, 6] - «Малая энергетика») [1, 7], в которой особое место занимают химические источники тока [8] (неперезаряжаемые - первичные, перезаряжаемые - вторичные, аккумуляторы, ионисторы - суперконденсаторы) [9]. Проблемы аккумулирования и передачи электрической энергии становятся все более актуальными и в настоящее время занимают до 20% всех исследований и разработок в мире. В этой связи, создание эффективных источников тока особенно востребовано для обеспечения работы портативных устройств и автономных систем.

В этой связи химические источники тока, суперконденсаторы и топливные элементы вызывают не только значительный прикладной, но и научный интерес. К примеру, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (СК АБ), несмотря на свою более чем 150 летнюю историю традиционно используются в тех областях, где масса и размер не играют первостепенной роли (стационарные, тяговые и стартерные), кроме того всё еще остается большое количество проблем, требующих решения и выяснения механизмов, приводящих к ухудшению электрических характеристик. Работы по их улучшению с целью сохранения СК АБ конкурентоспособности проводятся в основном за рубежом, так, к примеру, инвестиции международного консорциума ALABC (The Advanced Lead Acid Battery Consortium) позволили продлить срок службы СК АБ в 5 - 10 раз за последние 10 - 15 лет [10]. Согласно исследованиям Pike

Research [11, 12], усовершенствованные свинцово-кислотные батареи, несмотря на постоянную конкуренцию с современными Li-ion, будут занимать значительную долю рынка для таких приложений как: электрические силовые установки, хранение энергии и бесперебойное питание, транспорт с системой Start-Stop, а к 2020 году будут занимать 25% мирового рынка источников тока. СК АБ получили широкое распространение за счет невысокой стоимости, простоты изготовления и утилизации и продолжают использоваться в автомобилестроении [13], в том числе для микрогибридных автомобилей, оборудованных автоматической системой «Start-Stop», которая становится все более популярной в США, Европе и Японии. Солидность истории создания и применения СК АБ, сопряженная с достаточно всесторонними исследованиями как процессов, протекающих в них, так и изменениям электрических свойств, не в полной мере позволили установить взаимосвязи их структурных особенностей на этапе изготовления с эксплуатационными характеристиками.

Таким образом, существующий уровень разработанности темы исследования, подчеркивает как особую роль структурных особенностей, так и прямо указывает на высокий уровень актуальности их исследования, научную и практическую значимость, особенно с учетом динамичного акцентирования на использовании микро- и наноматериалов, применяемых при создании СК АБ новых поколений.

Целью диссертационной работы являлось исследование закономерностей структурирования электродных материалов, установление механизмов связи структуры с физическими свойствами этих материалов.

Объект исследования: материалы для отрицательных и положительных электродов свинцово-кислотного аккумулятора.

Предмет исследования: изменения морфологического строения кристаллических структур при формировании электродных материалов, вызванные включением в их состав углеродных активаторов с размерами, варьируе-

мыми в пределах от сотен микрон до нанометров, влияние углеродных активаторов на рост кристаллов основных соединений и на физические процессы в этих материалах.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Проанализировать влияние активаторов на фазовый состав и структуру электродных материалов свинцово-кислотного источника тока.

2. Исследовать связь структурных превращений в электродных материалах, вызванных введением активаторов, с их физическими характеристиками.

3. Разработать способы создания электродных материалов с улучшенными характеристиками.

4. Установить механизмы повышения эффективности разрядно-заряд-ных процессов в изучаемых электродных материалах.

5. Изучить возможности создания источников электрической энергии, в которых процессы зарядообразования основаны на интеркаляции без термоактивации.

Для достижения поставленной цели и решения указанных задач была применена методология, основанная на главной материаловедческой триаде «состав-структура-свойства».

Научная новизна работы.

Впервые с наноразмерным разрешением проведен последовательный и систематизированный анализ влияния содержания и размеров углеродных активаторов, вводимых в состав отрицательного (ОЭМ) и положительного электродных материалов, на рост кристаллов основных соединений, а также дополнение явлений переноса (диффузии, миграции и конвекции) явлением электроосмоса, возникающим в условиях повышенной пористости и развитости поверхностей.

На защиту выносятся:

1. Модель барьерно-блокировочного механизма, основанного на влиянии содержания углеродных активаторов, вводимых в состав электродных материалов, согласно которому на стадии дозревания при их содержании

0.6 % > с > 0 блокируется рост кристаллов трехосновного сульфата свинца, а при с > 0.6% активизируется процесс их рекристаллизации.

2. Механизм электроосмотического заполнения электролитом дендридо-подобных структур микро- и наноразмерных пор в активной массе, обусловленный введением углеродных активаторов с развитой поверхностью, напряженностью электрического поля и присутствием двойного электрического слоя, приводящей к дополнительному формированию сульфатной пленки, которая объясняет экспериментально наблюдаемое повышение эффективности зарядно-разрядных процессов в электродах.

3. Экспериментально обнаруженное возникновение разности потенциалов между поверхностью меди и ультрадисперсным графитом, которое происходит за счет интеркаляции меди в структуру упорядоченного в поверхностном углеродном слое ультрадисперсного графита, обусловленное низкой энергией активации диффузии меди на границе между медью и графитом, продолжающейся до полного растворения меди в графите.

Теоретическая значимость работы.

Показано, что за счет высокоразвитой системы пор, в условиях существования у взаимодействующих ионов сольватной оболочки (двойного электрического слоя), при разрядно-зарядных процессах возникают электроосмотические явления внутри пор. С использованием уравнения Навье-Стокса получено ненулевое значение скорости потока электролита внутри пор (диаметром ¿п), составившее ¥эл(х) = 4.9х 10-8 м/с, приводящего при условии ^ < ^ш04-к росту слоя сульфата свинца, пока оказывается выполненным условие ^ < ^ш04-, при этом оставшаяся часть поры заполняется водой, так как - ^ >> ^н20. Данные выводы согласуются с результатами экспериментальных исследований аккумуляторов током холодной прокрутки и указывают на необходимость дальнейшего развития теоретических представлений, учитывающих роль электроосмотических явлений.

Практическая значимость работы состоит в разработке на основе сформулированных в работе выводов рекомендаций для характеризации свин-цово-кислотных аккумуляторов, изготовленных из электродной массы с углеродными активаторами, которые стабилизируют их электрические параметры, повышая на 6 % номинальную 20-и часовую емкость и время разряда до напряжения 6 В током холодной прокрутки.

Достоверность результатов исследования, представленных в работе, обеспечивается использованием широкого арсенала методов исследования (энергодисперсионного, рентгенофазового и рентгенофлуоресцентного анализов, сканирующих электронной и зондовой микроскопии, рамановской и ИК спектроскопии), поверенного аналитического оборудования, средств испытаний и измерений. Представленные в работе результаты исследования хорошо согласуются между собой.

Апробация полученных результатов.

Результаты работы представлялись на: III Международной научно-технической конференции «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы» (Курск, 2013), Международной молодежной научной конференции «Будущее науки - 2013» (Курск, 2013), Международной конференции «Физика и технология наноматериалов и структур» (Курск, 2013), II Региональная научно-практическая конференция «Математические методы и инновационные научно-технические разработки» (Курск, 2014), XI Международная конференция «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (Курск, 2014), II Международная научно-практическая конференция «Физика и технология наноматериалов и структур» (Курск, 2015), XIII Международная конференция «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (Курск, 2016), XXIX Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты» (Новосибирск, 2016), III Международной конференции «Физика и технология наноматериалов и структур» (Курск, 2017), VIII

Всероссийской конференции «Образовательный, научный и инновационный процессы в нанотехнологиях» (Курск, 2017), 2-ой Международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых «Наука молодых - будущее России» (Курск, 2017), 2-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых «Молодежь и наука: шаг к успеху» (Курск, 2018).

Реализация результатов работы.

Основные результаты работы использованы при исследованиях и разработках новых источников энергии, а также широким применением результатов, методов и методик в учебном процессе при подготовке специалистов в области наноматериаловедения, физики и химии.

Публикации. Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в 26 научных работах, из них 10 - в рецензируемых научных журналах (из них: 1 - WoS, 4 - Scopus), 16 - в сборниках трудов конференций и РИНЦ.

Личное участие соискателя в получении результатов, изложенных в диссертации, заключается в формулировке целей и задач, научной гипотезы, выборе методов и моделей исследования, поиске, систематизации информационно-аналитического материала и его научной обработке. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат: подготовка и проведение экспериментов, получение и анализ экспериментальных данных. Обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати проводились при участии научного руководителя. Основные результаты данной работы получены лично автором, а также при его непосредственном участии, выполнен весь объем экспериментальных исследований, проведен анализ полученных данных и предложены модели механизмов, объясняющих полученные результаты.

Соответствие паспорту научной специальности. Содержание, направленность диссертационной работы и ее основные научные результаты соответствуют паспорту специальности 01.04.07 «Физика конденсированного состояния» по п. 1. Теоретическое и экспериментальное изучение физической

природы свойств металлов и их сплавов, неорганических и органических соединений, диэлектриков и в том числе материалов световодов как в твердом, так и в аморфном состоянии в зависимости от их химического, изотопного состава, температуры и давления; п. 2. Теоретическое и экспериментальное исследование физических свойств неупорядоченных неорганических и органических систем, включая классические и квантовые жидкости, стекла различной природы и дисперсные системы;

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 212 страницах и состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы, включающего 229 наименований, в том числе 159 иностранных источников. Работа содержит 67 рисунков и 20 таблиц.

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ И ПРОЦЕССЫ СТРУКТУРИРОВАНИЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА 1.1 Уровень развития исследований и разработок химических источников тока

Явление, приведшее к созданию химических источников тока (ХИТ) [14], было открыто итальянским ученым Луиджи Гальвани в 1786 году. Ученый описал сокращения мышц лапок свежепрепарированной лягушки, закрепленной на медных крючках, при прикосновении стального скальпеля. Наблюдаемые явления были им объяснены, как проявление «животного электричества». Заинтересовавшись его экспериментами, физик и химик Алессандро Вольта установил иную причину в наблюдаемых Гальвани явлениях, а именно в наличии цепи из разных проводников в жидкости, впоследствии подтвердив свою теорию. В 1800 он изобрел первый химический источник тока, который представлял собой сосуд с раствором кислоты, в который были помещены цинковая и медная пластины. В дальнейшем ученый придал ему форму цилиндра из чередующихся колец меди, цинка и сукна, пропитанных раствором кислоты - Вольтов столб. С тех пор конструкция ХИТ претерпела значительные изменения, однако базовый принцип остался неизменным: электрический ток возникает в результате протекания химической окислительно-восстановительной реакции.

Промышленное производство ХИТ [14] было начато в 1865 году французским ученым Ж. Л. Лекланше, им был предложен Мп-7п элемент с солевым электролитом, а в 1880 году Ф. Лаланд создает Мп-7п элемент с загущенным электролитом, впоследствии он был значительно улучшен и получил широкое распространение благодаря его простоте и невысокой стоимости. Позднее появилась щелочная версия этого источника тока.

Первая перезаряжаемая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея была создана французским физиком Гастоном Планте в 1860 году с использованием идеи русского ученого Якоби. Несмотря на более чем полуторавеко-

вую свою историю, на рынке ХИТ она, по-прежнему, имеет широкое распространение и вместе с тем является не в полной мере изученным объектом, который до настоящего времени представляет самостоятельный научный интерес, возросший в связи с переходом к наноразмерным компонентам. На её долю приходится более 80 % вырабатываемой химическими источниками тока энергии и 100 % рынка аккумуляторов емкостью выше 500 Ач.

Химические источники тока можно классифицировать по трем типам

[14].

Первичные - источники тока, активные материалы которых можно использовать лишь однократно. После полного разряда к дальнейшему использованию они не пригодны. К таким источникам тока относятся широко распространённые марганцево-цинковые батарейки.

Вторичные (аккумуляторы) - источники тока, допускающие многократное их использование после заряда. При заряде продукты разряда превращаются в первоначальные реагенты. К таким источникам тока относятся, к примеру, литий-ионные (Li-ion), литий-полимерные (Li-pol), никель-металло-гидридные (Ni-MH), никель-кадмиевые (Ni-Cd), свинцово-кислотные.

Топливные элементы, в которых окислитель и восстановитель непрерывно подаются к электродам, преобразование химической энергии в электрическую происходит до тех пор, пока в источник тока поступают реагенты. Также известны полутопливные химические источники тока, в которых содержится один из реагентов, а второй подается извне при разряде. Как разновидность топливных элементов существуют «проточные батареи» - flow battery

[15] которые работают за счет взаимодействия пары жидких активных составов, прокачиваемых через элемент. Преимущество этих источников - принципиальное разделение места, где хранится энергия (емкости с двумя электролитами), и узла, в котором вырабатывается ток. Электролиты не полностью жидкие, а содержат суспензию твёрдых частиц, например - LiCoO2 и углерода. Такие батареи могут обладать большой удельной емкостью, но пока уступают по

некоторым характеристикам другим источникам тока, и еще не получили широкого распространения.

Среди указанного ряда ХИТ в последнее время особое место заняли суперконденсаторы [14, 16 17], отличающиеся тем, что имеют более высокую удельную мощность, высокую скорость заряда-разряда и длительный срок службы. Определяющим эффективность их работы выступает механизм хранения энергии, по которому они подразделяются на суперконденсаторы с двойным электрическим слоем и псевдоконденсаторы, в которых происходит быстрая обратимая окислительно-восстановительная реакция [18], а также гибридные источники тока, объединяющие химический источник тока и электрохимический конденсатор, электроды которого представлены композитной пленкой из УА и полианилина [19].

а б

Рисунок 1.1- Общемировой анализ прогресса в развитии источников электрической энергии: а - сравнительная характеристика различных электрохимических устройств накопления энергии [16]; б - свинцово-кислот-

ных аккумуляторных батарей [11] В химических источниках тока электрохимические окислительно-восстановительные реакции протекают на границе фаз электрод-электролит. Электроды состоят из металлического токоотвода и активной массы, содержащей различные по функциональному назначению активаторы, улучшающие

их характеристики [14]. Обобщенные данные по удельной энергии и мощности различных ХИТ иллюстрирует рисунок 1.1, а [16].

Применительно к СК АБ эти характеристики являются крайне низкими, однако их широкое и длительное применение (более 150 лет) обусловлено как высокими токами разряда, так и возможностью практически полной вторичной переработки. Более того, потенциальные возможности СК АБ, во-первых, еще далеко не полностью исчерпаны, а, во-вторых, современные достижения в области наноматериаловедения создают уникальные перспективы для его совершенствования, основанного на установлении взаимосвязей структурных особенностей всех составляющих компонент с эксплуатационными характеристиками.

1.2 Формирование состава и структуры в свинцово-кислотном источнике тока

1.2.1 Устройство свинцово-кислотного элемента

Свинцово-кислотный элемент (СКЭ) состоит из поочередно собранных положительных и отрицательных электродов, состоящих из токоотводов и активной массы, отделенных между собой сепаратором и помещенных в электролит - раствор серной кислоты в дистиллированной воде (рис. 1.2). Во всех электрохимических процессах в СКЭ участвуют три основных компонента: серная кислота, а также губчатый свинец и диоксид свинца (с высокой пористостью).

Величина активной поверхности для положительного электрода составляет порядка 2 м2/г, для отрицательного электрода 0.2 - 0.4 м2/г [21, 22]. Ввиду недостаточной механической прочности токоотвода из чистого свинца используются сплавы свинца, содержащие сурьму или кальций.

Отметим, что только свинец не оказывает «отравляющего» воздействия на СКЭ. В качестве активного вещества для отрицательного электрода применяется губчатый свинец, а положительного - диоксид свинца (РЬ02).

Рисунок 1.2 - Обобщенная структура свинцово-кислотного элемента [20] Электроды представляют собой токоотводы в виде решетки, заполненной высокопористой активной массой [21, 22], наиболее детальный анализ влияния которой на разрядно-зарядные процессы был проведен в работах [23, 24].

В активные вещества для достижения заданных физико-химических свойств вводятся электропроводящие материалы (металлические, углеродные, графитовые порошки), различные связующие, расширители (соединения, которые препятствуют рекристаллизации сульфата свинца и способствуют сохранению высокой поверхности электрода), ингибиторы коррозии.

Для предотвращения замыкания электроды разделяются при помощи сепаратора, обладающего диэлектрическими свойствами, высокой пористостью для обеспечения хорошей ионной проводимости с минимизированным внутренним сопротивлением, достаточной механической прочностью и электрохимической стойкостью. Как правило, совокупность этих требований достигается применением полиэтилена.

Электролитом на основе серной кислоты с плотностью 1270 - 1300 кг/м3 в СКЭ решаются две задачи: перенос электрического заряда за счет ионной

проводимости и протекание процессов заряда-разряда. Наряду с широко распространенным жидким электролитом используется также неподвижный (ге-леобразный) электролит.

1.2.2 Физико-химические процессы при изготовлении электродных пластин

Электродный материал, готовится из высокоокисленного свинцового порошка в виде оксида свинца - PbO (70 - 80%) преимущественно с тетрагональной структурой (a-PbO) и небольшим количеством орторомбической ф-PbO), иногда с введением свинцового сурика - Pb3O4. В эту порошковую массу с некоторыми дополнительными активаторами вносится раствор серной кислоты и вода в количествах, определяемым последующим применением электродного материала: в положительной и отрицательной пластинах.

В процессе дозревания рост кристаллов сульфатов свинца (одноосновного сульфата свинца - PbO-PbSO4 (1BS); трехосновного - 3PbO-PbSO4-H2O (3BS) и/или четырехосновного - 4PbO-PbSO4 (4BS)), образующих каркасную структуру электродного материала [21] описывается уравнением Гиббса-

Фрейндлиха-Оствальда: с (г) = с0ехр (2аУт). Здесь со - концентрация насы-

\ rRT J

щенного раствора вещества, или его растворимость, с(г) - концентрация вещества в растворе, равновесном с кристаллами размером r, Vm - молярный объем конденсированной фазы. В этом уравнении оказывается учтенной неравновесность процесса кристаллизации, которая обусловливает формообразование кристаллов с разными размерами. Однако доминирующими в каркасной структуре электродного материала будут большие кристаллы, в том числе, за счет процесса рекристаллизации из малых кристаллов, что негативно влияет на параметры СКЭ. В этой связи, альтернативные решения могут быть получены методами их наноструктурирования путем внесения специальных активаторов. Самый общий анализ микроструктурирования электродной массы и роли состава сплава PbSnCa материала контактной решетки токоотвода в про-

цессе дозревания и формирования положительного и отрицательного электродных материалов и их влияние на выходные параметры свинцово-кислот-ного аккумулятора выполнен в работе [25]. В [21] отмечено, что активная масса, сформированная из каркасных конструкций на основе 4ББ имеет более продолжительный срок службы, по сравнению 3ББ и 1ББ - РЬ0-РЬБ04, а их номинальная емкость достигается в течение первых трех циклов. Как показано в [26] наибольшее содержание 3ББ было достигнуто при температуре дозревания 45°С, тогда как при 80 и 90°С начинал доминировать 4ББ. Характерно, что маленькие кристаллы растворяются, а большие растут в соответствии с уравнением Оствальда-Фрейндлиха, причем при температуре выше 80°С 3ББ превращается в 4ББ. 1ББ имеет кристаллы малых размеров (1-2 мкм длиной, очень тонкие). Дозревание завершается удалением избытка жидкой фазы процессом сушки, начинается он при содержании влаги в количестве меньше 5%.

Перед заключительной стадией - формированием, собранные в СКЭ электродные пластины пропитываются раствором серной кислоты. При этом может формироваться одноосновный сульфат свинца РЬ0-РЬБ04 (1ББ). Одноосновный сульфат свинца образуется в начале пропитки, а трехосновный спустя 1-2 часа, при этом, чем выше концентрация серной кислоты, тем большее количество РЬБ04 образуется в электродном материале.

Формирование активной массы осуществляется подачей тока заданной величины, инициирующего электрохимические реакции, приводящие к образованию активной массы: РЬ02 в положительном, и губчатого свинца в отрицательном электродах, согласно рис. 1.2 Как отмечено в [27], в процессе формирования электрода структуры 1ББ превращаются в Р-РЬ02, без образования а-РЬ02. Возникающая положительная активная масса, обладая высокоразвитой поверхностью, при циклировании быстро разрушается за счет оплывания. Это обстоятельство предопределяет требования к параметрам и режимам, как это показано в [21, 22, 28, 29].

Для получения заданной ЭДС соединяют отдельные СКЭ в батарею, которая представляет собой свинцово-кислотную аккумуляторную батарею.

1.3 Физико-химические явления и процессы в свинцово-кислотном элементе

При работе СКЭ в качестве основных явлений выделяют перенос заряда и массы за счет диффузии и миграции, химические реакции, кристаллизацию, которые показаны на рисунке 1.3 [30].

Токоотвод / N.

Электролитическое.^ Р^31 -Ч N. Растворение ионы N. / в растворе ион . в раст! диффузия миграция конвекция ы \ /ч. ^У^ \разряд

РЬ (тв.) РЬБ04 (тв.)

у/ Электролитическая ^^ ^- 2е кристаллизация ионы Ч. в растворе/^ Электрохимические \ процессы диффузия миграция конвекция ЖУ Ху^ Н ионы в раство ^ ^растворение СРЪИ<СРЪ> ^^ ре / / Химические процессы

Диффузия

Рисунок 1.3 - Основные процессы и явления в диффузионном слое при разряде и заряде СКЭ на примере отрицательного электрода [30] Они вызваны окислительно-восстановительной реакцией в виде уравнения разрядно-зарядного процесса [21, 22]:

РЬ + РЬ02 + 2H2SO4 ^ 2PbSO4 + 2Н20 (1.1)

К примеру, для отрицательного электрода следует выделить протекание реакций переноса электронов (уравнение 1.5) на положительный электрод (уравнение 1.6). Эти реакции сопровождаются образованием РЬБ04 на обоих электродах при разряде. При заряде происходит образование металлического свинца на отрицательном и РЬ02 на положительных электродах. На обоих электродах в конце заряда происходит выделение газов: водорода на отрицательном, и кислорода на положительном.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Харсеев Виктор Алексеевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Renewables Information: Overview [Электронный ресурс] // International Energy Agency. - 2017. - Электрон. версия печат. публ. - URL: http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/RenewablesInfor-mation20170verview.pdf (дата обращения 01.06.2018)

2. World energy balances: Overview [Электронный ресурс] // International Energy Agency. - 2017. - Электрон. версия печат. публ. - URL: http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/WorldEnergyBal-ances20170verview.pdf (дата обращения 01.06.2018)

3. Mesbahi, T. A stand-alone wind power supply with a Li-ion battery energy storage system / T. Mesbahi, A. Ouari, T. Ghennam, E. M. Berkouk, N. Rizoug, N. Mesbahi, M. Meradji // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2014. - Vol. 40. - P. 204-213.

4. Yuan, Y. Applications of battery energy storage system for wind power dispatchability purpose / Y. Yuan, X. Zhang, P. Ju, K. Qian, Z. Fu // Electric Power Systems Research. - 2012. - Vol. 93. - P. 54-60.

5. Panwar, N.L. Role of renewable energy sources in environmental protection: A review / N.L. Panwar, S.C. Kaushik, S. Kothari // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2011. - Vol. 15. - P. 1513-1524.

6. Alexa, Z. Minimizing the Lead-Acid Battery Bank Capacity through a Solar PV - Wind Turbine Hybrid System for a high-altitude village in the Nepal Himalayas / Z. Alexa, A. Clark, W. Cheung, L. Zou, J. Kleissl // Energy Procedia. - 2014. -Vol. 57. - P. 1516-1525.

7. Ma, T. A feasibility study of a stand-alone hybrid solar-wind-battery system for a remote island / T. Ma, H. Yang, L. Lu // Applied Energy. - 2014. - Vol. 121. - P. 149-158.

8. Liu, J. Progress in aqueous rechargeable batteries / J. Liu, C. Xu, Z. Chen, S. Ni, Z. X. Shen // Green Energy & Environment. - 2018. - Vol. 3. - No. 1. - P. 20-41.

9. Libich, J. Supercapacitors: Properties and applications / J. Libich, J. Maca, J. Vondrak, O. Cech, M. Sedlarikova // Journal of Energy Storageю - 2018. - Vol. 17. - P. 224-227.

10. Каменев, Ю. Б. Исследование влияния добавок графита в отрицательную активную массу на работу свинцово-кислотного аккумулятора в условиях циклирования с постоянным недозарядом / Ю. Б. Каменев, Н. И. Чунц, Г. А. Штомпель, Ю. В. Скачков // Электрохимическая энерегитка. - 2011. - Т. 11, вып. 3. - С. 146-153.

11. Advanced Lead-Acid Batteries [text]: Executive Summary / PikeRe-search; B. E. Gibson, Kerry-Ann Adamson. - 2012. - 13 p.

12. Lambert, D.W.H. Strategies for enhancing lead-acid battery production and performance / D.W.H. Lambert, J.E. Manders, R.F. Nelson, K. Peters, D.A.J. Rand, M. Stevenson // Journal of Power Sources. - 2000. - Vol. 88. - P. 130-147.

13. Garche, J. Lead-acid batteries for hybrid electric vehicles and battery electric vehicles / J. Garche, P.T. Moseley, E. Karden // Advances in Battery Technologies for Electric Vehicles. - 2015. - Vol. 5. - P. 75-101.

14. Химические источники тока. Справочник. / под ред. Н.В. Коровина и А.М. Скундина. - М: МЭИ, 2003. - 740 с.

15. Duduta, M. Semi-Solid Lithium Rechargeable Flow Battery / M. Duduta, B. Ho, V. C. Wood, P. Limthongkul, V. E. Brunini, W. C. Carter, Y.-M. Chiang // Advanced Energy Materials. - 2011. - Vol. 1, No. 4. - P. 511-516.

16. Zhong, C. A review of electrolyte materials and compositions for electrochemical supercapacitors / C. Zhong, Y. Deng, W. Hu, J. Qiao, L. Zhangd, J. Zhang // Chemical Society Reviews. - 2015. - Vol. 44. - P. 7484-7539.

17. Omar, N. Power and life enhancement of battery-electrical double layer capacitor for hybrid electric and charge-depleting plug-in vehicle applications / N. Omar, J. Van Mierlo, B. Verbrugge, P. Van den Bossche // Electrochimica Acta, 2010. - Vol. 55. - P. 7524-7531.

18. Huang, J. Theoretical Model for Nanoporous Carbon Supercapacitors / J. Huang, B. G. Sumpter, V. Meunier // Angevandte Chemie. - 2008. - Vol. 47, No. 3. - P. 520-524.

19. Yin, Y. Hybrid Energy Storage Devices Combining Carbon-Nano-tube/Polyaniline Supercapacitor with Lead-Acid Battery Assembled through a "Directly-Inserted" Method / Y. Yin, C. Liu, S. Fan // RSC Advances. - 2014. - Vol. 4. - P. 26378-26382.

20. Cugnet, M. A Mathematical Model for the Simulation of New and Aged Automotive Lead-Acid Batteries / Mikaël Cugnet, Stéphane Laruelle, Sylvie Grugeon, Bernard Sahut, Jocelyn Sabatier, Jean-Marie Tarascon, Alain Oustaloup // Journal of The Electrochemical Society. - 2009. - Vol. 156, No. 12. - P. A974-A985.

21. Pavlov, D. Lead-acid batteries: Science and technology. A handbook of lead acid battery technology and its influence on the product. First edition / D. Pavlov. - Elsevier science, 2011. - 656 p.

22. Русин, А.И. Основы технологии производства современных свинцовых аккумуляторов / А.И Русин., Л. Д. Хегай, Г.Е. Демин. - СПб: ИД Петрополис, 2012. - 216 с.

23. Baert, D. Lead-acid battery model for the derivation of Peukert's law / D. Baert, A. Vervaet // Electrochimica Acta. - 1999. - Vol. 44. - P. 3491-3504.

24. Ball, R.J. Effect of valve regulated lead/acid battery positive paste carbon fibre additive / R.J. Ball, R. Evans, E.L. Thacker, R. Stevens // Journal of materials science. - 2003. - Vol. 38. - 3013-3017.

25. Pavlov, D. Influence of paste composition and curing program used for the production of positive plates with PbSnCa grids on the performance of lead acid batteries / D. Pavlov, M. Dimitrov, T. Rogachev, L. Bogdanova // Journal of Power Sources. - 2003. - Vol. 114. - P. 137-159.

26. Sharif, M.M. Influence of Process Parameters on Paste Morphology in Lead-Acid Battery Cured Plates / M. M. Sharif, P. S. Kumar, K. S. N. Murthy, S.

Vijayanand, S. Ambalavanan // Intentational Journal of Electrochemical Science. -2011. - Vol. 6. - P. 91-102.

27. Yang, J. Review on the research of failure modes and mechanism for lead-acid batteries / J. Yang, C. Hu, H. Wang, K. Yang, J. B. Liu, H. Yan // International journal of energy research. - 2016. - Vol. 41, No. 3. - P. 336-352.

28. Дасоян, М.А. Современная теория свинцового аккумулятора / М.А. Дасоян, И.А. Агуф. - М: Энергия, 1975. - 312 с.

29. Dimitrov, M. Processes taking place in the paste of lead-acid battery plates during soaking prior to formation and their influence on battery performance / M. Dimitrov, D. Pavlov, T. Rogachev, M. Matrakova, L. Bogdanova // Journal of Power Sources. - 2005. - Vol. 140, No. 1. - P. 168-180.

30. Sauer, D. U. Charging performance of automotive batteries - An underestimated factor influencing lifetime and reliable battery operation / D. U. Sauer, E. Karden, B. Fricke, H. Blanke, M. Thele, O. Bohlen, J. Schiffer, J. B. Gerschler, R. Kaiser // Journal of Power Sources. - 2007. - Vol. 168. - P. 22-30.

31. Феттер, К. Электрохимическая кинетика / К. Феттер. - М: Химия, 1967. - 860 с.

32. Русин, А.И. Свинцовые аккумуляторы. Справочное пособие / Русин А.И., Хегай Л.Д. - СПб: Град Петров, 2009. - 215 с.

33. Boovaragavan, V. A Mathematical Model of the Lead-Acid Battery to Address the Effect of Corrosion / V. Boovaragavan, R. N. Methakar, V. Ra-madesigan, V. R. Subramanian // Journal of The Electrochemical Society. - 2009. -Vol. 156, No. 11. - P. A854-A862.

34. Миомандр, Ф. Электрохимия / Ф. Миомандр, С. Садки, П. Одебер, Р. Меалле-Рено. - М: Техносфера, 2008 - 360 с.

35. Linden's, R. T. Handbook of Batteries. 4th ed. / R. T. Linden's. - New York: McGraw-Hill, 2011. - 1456 p.

36. Томилова, А.П. Прикладная электрохимия. 3-е изд. / А.П.Томилова -М:Химия, 1984. - 520 с.

37. Дамаскин, Б.Б. Электрохимия. 2-е изд. / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А Цирлина - М: Химия, КолосС, 2006. - 672 с.

38. Daigle, M. Electrochemistry-based Battery Modeling for Prognostics / M. Daigle, C.S. Kulkarni // Annual Conference of the Prognostics and Health Management Society. - New Orlean, 2013. - P. 1-13.

39. Pilatowicz, G. Determination of the lead-acid battery's dynamic response using Butler-Volmer equation for advanced battery management systems in automotive applications / G. Pilatowicz, H. Budde-Meiwes, J. Kowal, C. Sarfert, E. Schoch, M. Konigsmann, D. U. Sauer // Journal of Power Sources. - 2016. - Vol. 331. - P. 348-359.

40. Liu, S. Butler-Volmer-Equation-Based Electrical Model for High-Power Lithium Titanate Batteries Used in Electric Vehicles / S. Liu, J. Jiang, L. Y. Wang // IEE Transactions on industrial electronics. -2015. - Vol. 62, No. 12. - P. 75577568

41. Pavlov, D. Lead-Carbon Electrode with Inhibitor of Sulfation for Lead-Acid Batteries Operating in the HRPSoC Duty / D. Pavlov, P. Nikolov // Journal of The Electrochemical Society. - 2012. - Vol. 159, No. 8. - P. A1215-A1225.

42. Ekdunge, P. A simplified model of the lead/acid battery / P. Ekdunge // Journal of Power Sources. - 1993. - Vol. 46. - P. 251-262.

43. Странский, И.Н. К терии роста кристаллов и образования кристаллических зародышей / И.Н. Странский, Р. Каишев // Успехи физических наук. -1939. - Т. 21, вып. 4. - С. 408-465.

44. Gandhi, K.S. Modeling of Effect of Nucleation Rate and Electrodes' Resistance on Discharge Characteristics of Lead-Acid Batteries / K.S. Gandhi // Journal of The Electrochemical Society. - 2015. - Vol. 162, No. 8. - P. A1506-A1515.

45. Pavlov, D. Mechanism of action of electrochemically active carbons on the processes that take place at the negative plates of lead-acid batteries / D. Pavlov, T. Rogachev, P. Nikolov, G. Petkova // Journal of Power Sources. - 2009. - Vol. 191. - P. 58-75.

46. Béguin, F. Carbons and Electrolytes for Advanced Supercapacitors / F. Béguin, V. Presser, A. Balducci, E. Frackowiak // Advanced materials. - 2014. -Vol. 26. - P. 2219-2251.

47. Simon, P. Materials for electrochemical capacitors / P. Simon, Y. Gogotsi // Nature Materials. - 2008. - Vol. 7. - P. 845-854.

48. Fruchtman, A. Electric Field in a Double Layer and the Imparted Momentum / A. Fruchtman // The American Physical Society. - 2006. - Vol. 96. - P. 065002-1 - 065002-4.

49. Bleda-Marti'nez, M.J. Role of surface chemistry on electric double layer capacitance of carbon materials / M.J. Bleda-Marti'nez, J.A. Macia'-Agullo', D. Lozano-Castello', E. Morallo'n, D. Cazorla-Amoro's, A. Linares-Solano // Carbon. - 2005. - Vol. 44, No. 13. - P. 2677-2684.

50. Bohinc, K. Thickness of Electric Double Layer. Effect of Ion Size / K. Bohinc, V. Kralj-Iglic, A. Iglic, T. Slivnik // 3rd International conference of bioe-lectromagnetism. - Bled, 2000. - P. 43-44.

51. Brown, M. A. Effect of Electrolyte Concentration on the Stern Layer Thickness at a Charged Interface / M. A. Brown, A. Goel, Z. Abbas // Angew. Chem. Int. Ed. - 2016. - Vol. 55. - P. 3790-3794.

52. Духин, С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем / С.С. Духин - Киев: Наукова Думка, 1975. - 248 с.

53. Gandhi, K.S. Modeling of Effect of Double-Layer Capacitance and Failure of Lead-Acid Batteries in HRPSoC Application / K.S. Gandhi // Journal of The Electrochemical Society. - 2017. - Vol. 164, No. 11. - P. 3092-3101.

54. Srinivasan, V. Mathematical modeling of current-interrupt and pulse operation of valve-regulated lead acid cells / V. Srinivasan, G.Q. Wang, C.Y. Wang // Journal of The Electrochemical Society. - 2003. - Vol. 150, No. 3. - P. 316-325.

55. Таганова, А.А. Герметичные химические источники тока: Элементы и аккумуляторы. Оборудование для испытаний и эксплуатации. Справочник / А.А.Таганова, Ю.И. Бубнов, С.Б. Орлов - СПб: Химиздат, 2005. - 264 с.

56. ГОСТ Р 53165-2008. Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия. - Введ. 2009-07-01. - М: Стандартинформ, 2009. - 34 с.

57. Lin, C. A Mathematical Model of an Electrochemical Capacitor with Double-Layer and Faradaic Processes / C. Lin, J. A. Ritter, B. N. Popov, R. E. White // Journal of The Electrochemical Society. - 1999. - Vol. 146, No. 9. - P. 3168-3175.

58. Gu, W.B. Modeling the overcharge process of VRLA batteries / W.B. Gu, G.Q. Wang, C.Y. Wang // Journal of Power Sources. - 2002. - Vol. 108. - P. 174184.

59. Gu, W.B. Numerical Modeling of Coupled Electrochemical and Transport Processes in Lead-Acid Batteries / W. B. Gu, C. Y. Wang, B. Y. Liaw // Journal of The Electrochemical Society. - 1997. - Vol. 144, No. 6. - P. 2053-2061.

60. Scharifker, B. Theoretical and experimental studies of multiple nucleation / B. Scharifker, G. Hills // Electrochimica Acta. - 1983. - Vol. 28, No. 7. - P. 879889.

61. Doerffe, D. A critical review of using the Peukert equation for determining the remaining capacity of lead-acid and lithium-ion batteries / D. Doerffe, S. A. Sharkh // Journal of Power Sources. - 2006. - Vol. 155. - P. 395-400.

62. Синченко, С.В. Построение математических моделей разрядных характеристик электрохимических аккумуляторов различных типов при помощи схем замещения / С.В. Синченко, С.В. Ширинский // Двигатели и энергоустановки аэрокосмических летательных аппаратов. - 2013. - Т. 7, вып. 104. - С. 133-138.

63. Aksakal, C. On the compatibility of electric equivalent circuit models for enhanced flooded lead acid batteries based on electrochemical impedance spectros-copy / C. Aksakal, A. Sisman // Energies. - 2018. - Vol. 11(1), No. 118. - P. 1-14.

64. Gou, J. Modeling of the cranking and charging processes of conventional valve regulated lead acid (VRLA) batteries in micro-hybrid applications / J. Gou, A. Lee, J. Pyko // Journal of Power Sources. - 2014. - Vol. 263. - P. 186-194.

65. Bernardi, D. M. A Mathematical Model of the Oxygen-Recombination Lead-Acid Cell / D. M. Bernardi, M. K. Carpenter // Journal of The Electrochemical Society. - 1995. - Vol. 142, No. 8. - P. 2631-2642.

66. Bernardi, D.M., Study of Charge Kinetics in Valve-Regulated Lead-Acid Cells / D.M. Bernardi, R.Y. Ying, P. Watson // Journal of The Electrochemical Society. - 2004. - Vol. 151, No. 1. - P. A85-A100.

67. Rakhmatov, D. An analytical high-level battery model for use in energy management of portable electronic systems / D. Rakhmatov, S. Vrudhula // Proceedings of the International Conference on Computer Aided Design (ICCAD'01). - San Jose, 2001. - P. 4888-493.

68. Галушкин, Н.Е. Моделирование зависимости ёмкости никель-кадмиевых аккумуляторов от тока разряда / Н.Е. Галушкин, Н.Н. Язвинская, Д.Н. Галушкин // Электрохимическая энергетика. - 2012. - Т. 12, вып. 3. - С. 147154.

69. Галушкин, Н.Е. Обобщённая модель зависимости ёмкости никель-кадмиевых аккумуляторов от тока разряда / Н.Е. Галушкин, Н.Н. Язвинская, Д.Н. Галушкин // Электрохимическая энергетика. - 2013. - Т. 13, вып. 2. - С. 96-102.

70. Badeda J. Basics of lead-acid battery modelling and simulation [text] / J.Badeda // Lead-Acid Batteries for Future Automobiles / J.Badeda, M.Huck, D.U.Sauer, et al.. - Elsevier, 2017. - P. 463 - 507.

71. Schiffer, J. Model prediction for ranking lead-acid batteries according to expected lifetime in renewable energy systems and autonomous power-supply systems / J. Schiffer, D. U. Sauer, H. Bindner, T. Cronin, P. Lundsager, R. Kaiser // Journal of Power Sources. - 2007. - Vol. 168. - P. 66-78.

72. Shepherd, C.M. Design of Primary and Secondary Cells : II. An Equation Describing Battery Discharge / C.M. Shepherd // Journal of Electrochemical Society. - 1965. - Vol. 112, No. 7. - P. 657-664.

73. Галушкин, Н.Е. Анализ эмпирических зависимостей, описывающих разряд щелочных аккумуляторов / Н.Е. Галушкин, Н.Н. Галушкина // Электрохимическая энергетика. - 2005. - Т. 5, вып. 1. - С. 43-50.

74. Wong, Y. W. A new state-of-charge estimation method for valve regulated lead acid batteries / Y. W. Wong, L. W. Chong, R. K. Rajkumar, W. Y. Leng // Journal of Engineering Science and Technology. - 2017. - Vol. 12, No. 3. - P. 584595.

75. Bodena, D. P. The effect of organic expander materials on the performance, life, surface area and crystal structure of negative electrodes in valve regulated cells / D. P. Bodena, J. Arias, F. A. Fleming // Journal of Power Sources. -2001. - Vol. 95. - P. 277-292.

76. McNally, T. Combined influence of organic expander and high surface-area carbon black on capacity, dynamic charge acceptance, cold cranking and partial state of charge life on lead-acid batteries / T. McNally, J. Poirier, S. Shafarik // 17th ABC. - Kuala Lumpur, 2017. - P. 1-43.

77. Eatemadi, A. Carbon nanotubes: properties, synthesis, purification, and medical applications / A. Eatemadi, H. Daraee, H. Karimkhanloo, M. Kouhi, N. Zar-ghami, A. Akbarzadeh, M. Abasi, Y. Hanifehpour, J. Sang Woo // Nanoscale Research Letters. - 2014. - Vol. 9. - P. 1-13.

78. Матысина З.А., Щур Д.В, Загинайченко С.Ю. Атомные, фуллерено-вые и другие молекулярные фазы внедрения: моногр. Днепропетровск: Махо-вецкий, 2012. 887 с.

79. Щур Д.В., Матысина З.А., Загинайченко С.Ю. Углеродные нанома-териалы и фазовые превращения в них: моногр. Днепропетровск: Наука и образование, 2007. 680 с.

80. Moseley, P.T. The role of carbon in valve-regulated lead-acid battery technology / P.T. Moseley, R.F. Nelson, A.F. Hollenkamp // Journal of Power Sources. - 2006. - Vol. 157. - P. 3-10.

81. Boden, D.P. Optimization studies of carbon additives to negative active material for the purpose of extending the life of VRLA batteries in high-rate partial-

state-of-charge operation / D.P. Boden, D.V. Loosemore, M.A. Spense, T.D. Wojcinski // Journal of Power Sources. - 2010. - Vol. 195. - P. 4470-4493.

82. Данилова, В.О. Влияние добавок углерода с различной структурой в активную массу отрицательного электрода свинцово-кислотного аккумулятора на его разрядные характеристики / В.О. Данилова, М.М. Бурашникова, С.Д. Гриценко, М.А. Самсонов, И.А. Казаринов // Электрохимическая энергетика. - 2016. - Т. 16, вып. 1. - С. 10-16.

83. Moseley, P.T. Understanding the functions of carbon in the negative active-mass of the lead-acid battery: A review of progress / Patrick T. Moseley, David A.J. Rand, Alistair Davidson, Boris Monahov // Journal of Energy Storage. - 2018.

- Vol. 19. - P. 272-290.

84. Enos, D.G. Understanding Function and Performance of Carbon Additives in Lead-Acid Batteries / D.G. Enos, S. R. Ferreira, H. M. Barkholtz, W. Baca, S. Fenstermacher // Journal of The Electrochemical Society. - 2017. - Vol. 164, No. 13. - P. A3276-A3284.

85. Wang, L. Enhancing cycle performance of lead-carbon battery anodes by lead-doped porous carbon composite and graphite additives / L. Wang, H. Zhang, W. Zhang, G. Cao, H. Zhao, Y. Yang // Materials Letters. - 2017. - Vol. 206, No. 1. - P. 113-116.

86. Andrzej Czerwinski, Justyna Wrobel, Jakub Lach, Kamil Wrobel, Piotr Podsadni. The charging-discharging behavior of the lead-acid cell with electrodes based on carbon matrix // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2018. - Vol. 22.

- P. 2703-2714.

87. Jiang, Y. Effects of Carbon Additives on the HRPSoC Performance of Lead Carbon Batteries and Their Low Temperature Performance / Y. Jiang, H. Zhu, C. Yu, X. Cao, L. Cheng, R. Li // International Journal of Electrochemical Science.

- 2017. - Vol. 12. - P. 10882 - 10893.

88. Lach, J. Applications of carbon in lead-acid batteries: a review / J. Lach, K. Wrobel, J. Wrobel, P. Podsadni, A. Czerwinski // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2019. - Vol. 23. - P. 693-705.

89. Nakamura, K. Failure modes of valve-regulated lead/acid batteries / K. Nakamura, M. Shiomi, K. Takahashi, M. Tsubota // Journal of Power Sources. -1996. - Vol. 59. - P. 153-157.

90. Shiomi, M. Effects of carbon in negative plates on cycle-life performance of valve-regulated lead acid batteries / M. Shiomi, T. Funato, K. Nakamura, K. Takahashi, M. Tsubota // Journal of Power Sources. - 1997. - Vol. 64. - P. 147-152.

91. Kimura, T. Effect of electrochemically oxidized carbon colloid on lead acid batteries / T. Kimura, A. Ishiguro, Y. Andou, K. Fujita // Journal of Power Sources. - 2000. - Vol. 85. - P. 149-156.

92. Moseley, P.T. Consequences of including carbon in the negative plates of Valve-regulated Lead-Acid batteries exposed to high-rate partial-state-of-charge operation / P.T. Moseley // Journal of Power Sources. - 2009. - Vol. 191. - P. 134138.

93. Fernández, M. The use of activated carbon and graphite for the development of lead-acid batteries for hybrid vehicle applications / M. Fernández, J. Valenciano, F. Trinidad, N. Munoz // Journal of Power Sources. - 2010. - Vol. 195. - P. 4458-4469.

94. Baker, S.V. The role of additives in the positive active mass of the lead/acid cell / S.V. Baker, P.T. Moseley, A.D. Turner // Journal of Power Sources.

- 1989. - Vol. 27. - P. 127-143.

95. Ebner, E. Carbon blacks for the extension of the cycle life in flooded lead acid batteries for micro-hybrid applications / E. Ebner, D. Burowb, A. Börger, M. Wark, P. Atanassova, J. Valenciano // Journal of Power Sources. - 2013. - Vol. 239.

- p. 483-489.

96. Valenciano, J. Graphite and fiberglass additives for improving high-rate partial-state-of-charge cycle life of valve-regulated lead-acid batteries / J. Valenciano, A. Sanchez, F. Trinidad, A.F. Hollenkamp // Journal of Power Sources. -2006. - Vol. 158. - P. 851-863.

97. Settelein, J. Evaluating the lead affinity of graphite additives in lead-acid batteries by electrochemical deposition / J. Settelein, H. Lorrmann, G. Sextl // Elec-trochimica Acta. - 2017. - Vol. 233, No. 10, P. 173-180.

98. Baca, P. Study of the influence of carbon on the negative lead-acid battery electrodes / P. Baca, K. Micka, P. Krivik, K. Tonar, P. Toser. // Journal of Power Sources. - 2011. - Vol. 196. - P. 3988-3992.

99. Харламова, М.В. Электронные свойства одностенных углеродных нанотрубок и их производных // Успехи физических наук. - 2013. - Vol. 183, №. 11. - С. 1145-1174.

100. Endo, M. Applications of carbon nanotubes in the twenty-first century / M. Endo, T. Hayashi, Y. A. Kim, M. Terrones, M. S. Dresselhaus // Philosophical Transactions of the Royal Society A. - 2004. - Vol. 362. - P. 2223-2238.

101. Saravanan, M. Multi-Walled Carbon Nanotubes Percolation Network Enhanced the Performance of Negative Electrode for Lead-Acid Battery / M. Saravanan, P. Sennu, M. Ganesan, S. Ambalavanan // Journal of The Electrochemical Society. - 2013. - Vol. 160, No. 1, P. 70-76.

102. Swogger, S.W. Discrete carbon nanotubes increase lead acid battery charge acceptance and performance / S.W. Swogger, P. Everill, D.P. Dubey, N. Sugumaran // Journal of Power Sources. - 2014. - Vol. 261. - P. 55-63.

103. Sugumaran, N. Lead acid battery performance and cycle life increased through addition of discrete carbon nanotubes to both electrodes / N. Sugumaran, P. Everill, S.W. Swogger, D.P. Dubey // Journal of Power Sources. - 2015. - Vol. 279.

- P. 281-293.

104. Banerjee, A. Single-Wall Carbon Nanotubes Embedded in Active Masses for High-Performance Lead-Acid Batteries / A. Banerjee, B. Ziv, E. Levi, Y. Shilina, S. Luski, D. Aurbach // Journal of The Electrochemical Society. - 2016.

- Vol. 163, No. 8. - P. A1518-A1526.

105. Banerjee, A. Single-Wall Carbon Nanotubes Doping in Lead-Acid Batteries: A New Horizon / A. Banerjee, B. Ziv, Y. Shilina, E. Levi, S. Luski, D.

Aurbach // ACS Applied Materials & Interfaces. - 2017. - Vol. 9, No. 4. - P. 36343643.

106. Yang, D. A novel ultrafine leady oxide prepared from spent lead pastes for application as cathode of lead acid battery / D. Yang, J. Liu, Q. Wang, X. Yuan, X. Zhu, L. Li, W. Zhang, Y. Hu, X. Sun, R.V. Kumar, J. Yang // Journal of Power Sources. - 2014. - Vol. 257. - P. 27-36.

107. Hu, Y. A novel leady oxide combined with porous carbon skeleton synthesized from lead citrate precursor recovered from spent lead-acid battery paste / Y. Hu, J. Yang, W. Zhang, Y. Xie, J. Wang, X. Yuan, R.V. Kumar, S. Liang, J. Hu, X. Wu. // Journal of Power Sources. - 2016. - Vol. 304. - P. 128-135.

108. Logeshkumar, S. Influence of some nanostructured materials additives on the performance of lead acid battery negative electrodes / S. Logeshkumar, R. Manoharan // Electrochimica Acta. - 2014. - Vol. 144. - P. 147-153.

109. Czerwinski, A. Positive Plate for Carbon Lead-Acid Battery / A. Czerwinski, Z. Rogulski, S. Obr^bowski, J. Lach, K. Wrobel, J. Wrobel // International Journal of Electrochemical Science. - 2014. - Vol. 9. - P. 4826-4839.

110. Vermesan, H. Effect of barium sulfate and strontium sulfate on charging and discharging of the negative electrode in a lead-acid battery / H. Vermesan, N. Hirai, M. Shiota, T. Tanaka // Journal of Power Sources. - 2004. - Vol. 133. - P. 52-58.

111. Yamaguchi, Y. In situ analysis of electrochemical reactions at a lead surface in sulfuric acid solution / Y. Yamaguchi, M. Shiota, Y. Nakayama, N. Hirai, S. Hara // Journal of Power Sources. - 2000. - Vol. 85. - P. 22-28.

112. Yamaguchi, Y. Combined in situ EC-AFM and CV measurement study on lead electrode for lead-acid batteries / Y. Yamaguchi, M. Shiota, Y. Nakayama, N. Hirai, S. Hara // Journal of Power Sources. - 2001. - Vol. 93. - P. 104-111.

113. Hirai, N. Effect of Barium Sulfate on Negative Electrode of Lead Acid Battery / N. Hirai, H. Vermesan, M. Shiota, T. Tanaka // Journal of the Japan Institute of Metals and Materials. - 2004. - Vol. 68, No. 2. - P. 35-38.

114. Pavlov, D. Influence of carbons on the structure of the negative active material of lead-acid batteries and on battery performance / D. Pavlov, P. Nikolov, T. Rogachev // Journal of Power Sources. - 2011. - Vol. 196. - P. 5155-5167.

115. Kumar, S.M. Effect of graphene and carbon nanotubes on the negative active materials of lead acid batteries operating under high-rate partial-state-of-charge operation / S. M. Kumar, S. Ambalavanan, S. Mayavan // RSC Advances. -2014. - Vol. 4. - P. 36517-36521.

116. Yuan, X. The effect of barium sulfate doped lead oxide as positive active materials on the performance of lead acid battery / X. Yuan, J. Hu, J. Xu, Y. Hu, W. Zhang, J. Dong, S. Liang, H. Hou, X. Wu, J. Yang // RSC Advances. - 2016. - Vol. 6. - P. 27205-27212.

117. Karamia, H. Synthesis of uniform nano-structured lead oxide by sono-chemical method and its application as cathode and anode of lead-acid batteries / H. Karamia, M.A. Karimib, S. Haghdarb // Materials Research Bulletin. - 2008. - Vol. 43, No. 11. - P. 3054-3065.

118. Karami, H. Synthesis of Sub-Micro and Nanometer Sized Lead Oxide by Sol-Gel Pyrrolysis Method and Its Application as Cathode and Anode of Lead-Acid Batteries / H. Karami, M. Ghamooshi-Ramandi // International journal of electrochemical science. - 2013. - Vol. 8. - P. 7553-7564.

119. Kashani-Motlagh, M.M. Synthesis and characterization of lead oxide nano-powders by sol-gel method / M.M. Kashani-Motlagh, M.K. Mahmoudabad // Journal of Sol-Gel Science and Technology. - 2011. - Vol. 59, No. 1. - P. 106-110.

120. Wang, J. Electrochemical performance of nanocrystalline lead oxide in VRLA batteries / J. Wang, S. Zhong, G.X. Wang, D.H. Bradhurst, M. Ionescu, H.K. Liu, S.X. Dou // Journal of alloys and compounds. - 2001. - Vol. 327, No. 1-2. - P. 141-145.

121. Insinga, M. G. Nanostructured Pb Electrode for Innovative Lead-acid Battery / M. G. Insinga, A. Moncada, R. L. Oliveri, F. Ganci, S. Piazza, C. Sunseri, R. Inguanta // Chemical engineering transactions. - 2017. - Vol. 60. - P. 49-54.

122. Gao, L. A Electrochemical Performance of Leady Oxide Nanostructure Prepared by Hydrometallurgical Leaching and Low-Temperature Calcination from Simulated Lead Paste / L. Gao, J. Liu, X. Zhu, D. Yang, Q. Wang, L. Li, D. He, R. V. Kumar, J. Yang // Journal of The Electrochemical Society. - 2013. - Vol. 160, No. 9. - P. A1559-A1564.

123. Kumar, P.S. Improving Formation Efficiency of Lead Acid Battery using Hydrogen Peroxide as an Additive / P.S. Kumar, R.B. Prasad, B.S.V. Kumar, N. Babu, G. Balaji, M. Jagadish / // International Journal of Science and Research. -2017. - Vol. 6, No. 1. - P. 1631-1637.

124. Rekha, L. Effect of Additives on the Performance of Lead Acid Batteries / L. Rekha, M. Venkateswarlu, K. S. Murthy, M. Jagadish // Journal of Energy and Power Engineering. - 2015. - Vol. 9. - P. 866-871.

125. Wang, H. A facile route for PbO@C nanocomposites: An electrode candidate for lead-acid batteries with enhanced capacitance / H. Wang, J. Yu, Y. Zhao, Q. Guo // Journal of Power Sources. - 2013. - Vol. 224. - P. 125-131.

126. Ishizaki, C. Marti I. Surface oxide structures on a commercial activated carbon / C. Ishizaki // Carbon. - 1981. - Vol. 19, No. 6. - P. 409-412.

127. O'Reilly, J.M. Functional groups in carbon black by FTIR spectroscopy / J.M. O'Reilly, R.A.Mosher // Carbon. - 1983. - Vol. 21, No. 1. - P. 47-51.

128. Rositani, F. Infrared analysis of carbon blacks / F. Rositani, P.L. Anto-nucci, M. Minutoli, N. Giordano, A. Villari // Carbon. - 1987. - Vol. 25, No. 3. - P. 325-332.

129. Trettenhahn, G.L.J. Vibrational spectroscopy on the PbO-PbSO4 system / G.L.J. Trettenhahn, G.E. Nauer, A. Neckel // Vibrational Spectroscopy. - 1993. -Vol. 5. - P. 85-100.

130. Jucureanu V. FTIR Spectroscopy for Carbon Family Study / V. Jucure-anu, A. Matei, A.M. Avram // Critical Reviews in Analytical Chemistry. - 2016. -Vol. 46, No. 6. - P. 502-520.

131. Hao, H. A Review of the Positive Electrode Additives in Lead-Acid / H. Hao, K. Chen, H. Liu, H. Wang, J. Liu, K. Yang, H. Yan // International Journal of Electrochemical Science. - 2018. - Vol. 13. - P. 2329-2340.

132. Wang, H. Polyaniline (PANi) based electrode materials for energy storage and conversion / H. Wang, J. Lin, Z. X. Shen // Journal of Science: Advanced Materials and Devices. - 2016. - Vol. 1. - P. 225-255.

133. Martha, S.K. Lead-acid cells with polyaniline-coated negative plates / S.K.Martha, B.Hariphakash, S.A. Gaffoor, A.K.Shukla // Journal of Applied Electrochemistry. - 2006. - Vol. 36. - P. 711-722.

134. Компан, М.Е. Электропроводящий полианилин - молекулярный магнетик с возможностью химического управления магнитными свойствами / М.Е. Компан, И.Ю. Сапурина, В. Бабаян, Н.Е. Казанцева // Физика твердого тела. - 2012. - Т. 54, вып. 14. - С. 2275-2281.

135. Бруссили, М. Промышленное применение аккумуляторных батарей. От автомобилей до авиакосмической промышленности и накопителей энергии / М. Бруссили, П. Джанфранко. - Техносфера: Мир физики и техники, 2011. - 784 с.

136. Caruso, M. Nanostructured lead acid battery for electric vehicles applications / M. Caruso, V. Castiglia, R. Miceli, C. Nevoloso, P.Romano, G. Schettino, F. Viola, M.G.Insinga, A. Moncada, R.L.Oliveri, F. Ganci, C. Sunseri, S. Piazza, R. Inguanta // 2017 International Conference of Electrical and Electronic Technologies for Automotive. - Torino, 2017. - P. 1-5.

137. Jin, J. Enhancing Reversible Sulfation of PbO2 Nanoparticles for Extended Lifetime in Lead-Acid Batteries / J. Jin, D. Jin, J. Shim, W. Shim // Journal of The Electrochemical Society. - 2017. - Vol. 164, No. 7. - P. A1628-A1634.

138. Wang, J. Beneficial effect of red lead on non-cured plates for lead-acid batteries / J. Wang, S. Zhong, H.K. Liu, S.X. Dou // Journal of Power Sources. -2003. - Vol. 113. - P. 371-375.

139. Siegmund, A. Grid alloys for automobile batteries in the new millennium / A. Siegmund, R. D. Prengaman // The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society. - 2001. - Vol. 53, No. 1. - P. 38-39.

140. Burashnikova, M.M. Pb-Ca-Sn-Ba Grid Alloys for Valve-Regulated Lead Acid Batteries / M.M. Burashnikova, I.V. Zotova, I.A. Kazarinov // Engineering. - 2013. - Vol. 5. - P. 9-15.

141. Wesolowski, J. Microstructure and properties of PbCa grade alloys for starting battery grids / J. Wesolowski, S. Malara, L. Ciura, W. Kazana // Metalurgija. - 2016. - Vol. 55, No. 1. - P. 29-32.

142. Guo, W.X. Study on the structure and property of lead tellurium alloy as the positive grid of lead-acid batteries / W.X. Guo, D. Shu, H.Y. Chen, A.J. Li, H. Wang, G.M. Xiao, C.L. Dou, S.G. Peng, W.W. Wei, W. Zhang, H.W. Zhou, S. Chen // Journal of Alloys and Compounds. - 2009. - Vol. 475. - P. 102-109.

143. Кузьменко, А.П. Взаимосвязь состава, структуры и свойств электродных аккумуляторных паст / А.П. Кузьменко, А.В. Степанов, Ф.Ф. Ниязи,

A.М. Иванов, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Известия Юго-западного Государственного университета. - 2012. - Т. 2(41), вып. 1. - С. 102-107.

144. Кузьменко, А.П. Барьерно-блокировочный механизм формирования эклектродных аккумуляторных паст / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников,

B.А.Харсеев // Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы. Диагностика - 2013: сборник материалов III Международной научно-технической конференции. - Курск, 2013. - Т.2. - С. 122-128

145. Кузьменко, А.П. Влияние углерода на структуру положительной пасты и технико-эксплуатационные характеристики свинцово-кислотных аккумуляторных батарей / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А.Харсеев // Будущее науки - 2013: материалы Международной научной конференции. -Курск, 2013. - Т 3. - С. 303 - 307.

146. Кузьменко, А.П. Кинетические характеристики, фазовые и структурные изменения в электронесущих материалах и устройствах / А.П. Кузь-

менко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Физика и технология наноматериа-лов и структур: материалы Международной научной конференции. - Курск, 2013. - С. 23-25.

147. Kuzmenko, A. Kinetic characteristics, phase and structural changes in electrical materials and devices / A. Kuzmenko, E. Grechushnikov, V. Kharseev, M. Dobromyslov // Journal of Nano- and Electronic Physics. - 2013. - Vol. 5, No. 4. -P. 04026-1 - 04026-3.

148. Kuzmenko, A.P. Influence of Electroconductive Additives in the Positive Electrode Material on Morphology, Structure and Characteristics of the Lead-acid Batteries / A.P. Kuzmenko, E.A. Grechushnikov, V.A.Kharseev, M.B. Dobromyslov // Journal of Nano- and Electronic Physics. - 2014. - Vol. 6, No. 3. - P. 030281 - 03028-4.

149. Kuzmenko, A.P. Microstructural barrier-locking formation mechanism of dispersed current-forming components of current power supply / A.P. Kuzmenko, E.A. Grechushnikov, V.A. Kharseev, M.B. Dobromyslov // Journal of Nano- and Electronic Physics. - 2014. - Vol. 6, No. 3. - P. 03025-1 - 03025-3.

150. Кузьменко, А.П. Микроструктурный барьерно-блокировочный механизм формирования дисперсных токообразующих компонент источников тока / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов: тр. Х! Международной конференции. - Курск, 2014. - Т. 1. -С. 160-164.

151. Кузьменко, А.П. Влияние электропроводящих добавок в положительный электродный материал на морфологию, структуру и характеристики свинцово-кислотного аккумулятора / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев, Н.Г. Самофалова // Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов: тр. ХI Международной конференции. - Курск, 2014. - Vol. 1. - P. 205-211.

152. Харсеев, В.А. Механизмы повышения электрических свойств химических источников тока при введении электропроводящих добавок / В.А.

Харсеев // Математические методы и инновационные научно-технические разработки: сборник научных трудов. - Курск, 2014. - С. 265-271.

153. Кузьменко, А.П. Влияние углеродных наноструктур в отрицательном электродном материале на эксплуатационные характеристики свинцово-кислотного аккумулятора / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Известия Юго-западного Государственного университета. - 2015. - Т. 1, вып. 14. - С. 73-84.

154. Кузьменко, А.П. Особенности структурных и фазовых превращений в положительном электроде свинцово-кислотных стартерных батарей, содержащем свинцовый сурик / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Физика и технология наноматериалов и структур: сборник научных статей 2-й Международной научно-практической конференции. - Курск, 2015. - Т.1. -С.302 - 313

155. Гречушников, Е.А. Разрядные характеристики отрицательного электрода свинцово-кислотного аккумулятора в присутствии сульфата бария / Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Евразийский союз ученых. - 2015. - Т. 12(21), вып. 2. - С. 42-47.

156. Kuz'menko, A.P. Influence of Surface-Active Bonds of Carbon Structures on Discharge-Charging Processes of a Current Source / A.P. Kuz'menko, E.A. Grechushnikov, V.A. Kharseev // Technical Physics. - 2017. - Vol. 62, No. 9. - P. 1444-1447.

157. Гречушников, Е.А. Явления образования наноструктур в активной массе свинцово-кислотных аккумуляторов в присутствии различных органических расширителей / Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев, П.А. Русанов // Физика и технология наноматериалов и структур: сборник научных статей 3-й Международной научно-практической конференции. - Курск, 2017. - Т. 2. -С. 26-31.

158. Гречушников, Е.А. Физические характеристики углерода и их роль в структурообразующих процессах электродного материала свинцово-кислот-

ного аккумулятора и влияние на его электрические характеристики / Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты: сборник материалов XXIX Международной научно-практической конференции. - Новосибирск, 2016. - С. 121 - 127.

159. Кузьменко, А.П. Наноструктура свинецсодержащих компонентов в электродном материале синцово-кислотного аккумулятора / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов: тр. XIII Международной конференции. - Курск, 2016. - Т. 1. - С. 319-325.

160. Гречушников, Е.А. Технический углерод и графит в качестве добавок для активной массы стартерных свинцово-кислотных батарей / Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Образовательный, научный и инновационный процессы в нанотехнологиях: сборник докладов участников VIII Всероссийской конференции. - Курск, 2017. - С. 39-42.

161. Гречушников, Е.А. Исследование свинцово-кислотного аккумулятора с H2SO4-H3BO3 электролитом / Е.А. Гречушников, А.А. Мишин, В.А. Харсеев // Наука молодых - будущее России: сборник научных статей 2-й Международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых. - Курск, 2017. - С. 290-293.

162. Кузьменко, А.П. Влияние поверхностно-активных связей углеродных структур на разрядно--зарядные процессы источника тока / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Журнал технической физики. -

2017. - Т. 87, вып. 9. - С. 1436-1438.

163. Гречушников, Е.А. Исследование структурных превращений с участием органического расширителя при изготовлении электродного материала свинцового аккумулятора / Е.А. Гречушников, П.А. Русанов, В.А. Харсеев // Молодежь и наука: шаг к успеху: сборник научных статей 2-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых. - Курск,

2018. - С. 195-198.

164. Гречушников, Е.А. Модификация электролита свинцово-кислотного аккумулятора с целью улучшения его электрических характеристик / Е.А. Гречушников, А.А. Мишин, В.А. Харсеев // Молодежь и наука: шаг к успеху: сборник научных статей 2-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых. - Курск, 2018. - С. 198-201.

165. Kuzmenko, A.P. Nanostructured Lead Compounds in Electrode Materials of a Lead-Acid Battery / A.P. Kuzmenko, E.A. Grechushnikov, V.A.Kharseev, M.B. Dobromyslov. P.A. Rusanov // Journal of Nano- and Electronic Physics. -2016. - Vol. 8, No. 41(1). - P. 04046-1 - 04046-3.

166. Карякин, Ю.В. Чистые химические вещества. 4-е изд. / Ю.В. Каря-кин, И.И. Ангелов. - М.: Химия, 1974. - 408 с.

167. Steele, I.M. Crystal Structure of Tribasic Lead Sulfate (3PbOPbSO4H2O) by X-Rays and Neutrons: An Intermediate Phase in the Production of Lead Acid Batteries / I.M. Steele, J.J. Pluth, J.W. Richardson // Journal of Solid State Chemistry. - 1997. - Vol. 132. - P. 173-181.

168. Steele, I.M. Crystal Structure of Tetrabasic Lead Sulfate (4PbOPbSO4) An Intermediate Phase in the Production of Lead-Acid Batteries / I.M. Steele, J.J. Plut // Journal of The Electrochemical Society. - 1998. - Vol. 145, No. 2. - P. 528533.

169. Kaminskii, A.A. Stimulated Raman scattering in natural crystals of SrSO4, BaSO4 and PbSO4: High-order Stokes and anti-Stokes generation with single-wavelength UV, visible, and near-IR excitation, as well as cascaded up-conver-sion nonlinear %(3)^%(3) lasing effects under / A.A. Kaminskii, L. Bohaty, P. Becker, H. Rhee, H.J. Eichler, O. Lux, V.V. Koltashev // Applied Physics B. - 2011. - Vol. 105. - P. 363-378.

170. Кузьменко, А.П. Рост электрических характеристик свинцово-кис-лотного аккумулятора под влиянием микроуглеродных добавок / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев, А.Н. Сальников // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. - 2017. - Т. 20, № 1. -С. 67-76.

171. Ткачев, А.Г. Углеродные наноматериалы "Таунит": исследование, производство, применение / А.Г. Ткачев, С.В. Мищенко, В. Артемов, В.Л. Негров, С.В. Блинов, Д.А. Турлаков, Н.Р. Меметов // Нанотехника. - 2006. -Vol. 2. - P. 17-21.

172. Veij, M. Reference database of Raman spectra of pharmaceutical excipients / M. Veij, P. Vandenabeele, T.D. Beer, J.P. Remonc, L. Moensa // Journal of Raman Spectroscopy. - 2009. - Vol. 40. - P. 297-307.

173. Dresselhaus, M.S. Raman spectroscopy of carbon nanotubes / M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R.Saito, A. Jorio // Physics Reports. - 2005. - Vol. 409, No. 2. - P. 47-99.

174. Елецкий, А.В. Механические свойства углеродных наноструктур и материалов на их основе / А.В. Елецкий // Успехи физических наук. - 2007. -Т. 177, № 3. - С. 233-274.

175. Bullock, K.R. Electrochemical and spectroscopic methods of characterizing lead corrosion films / K.R. Bullock // Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. - 1987. - Vol. 222, No. 1-2. - P. 347-366.

176. Rao, G.P. Sorption of divalent metal ions from aqueous solution by carbon nanotubes: A review / G.P. Rao, C. Lu, F. Su // Separation and Purification Technology. - 2007. - Vol. 58. - P. 224-231.

177. Орлов, В.Ю. Производство и использование технического углерода для резин / В.Ю. Орлов, А.М. Комаров, Л.А. Ляпина. - Ярославль: Александр Рутман, 2002. - 512 с.

178. Donnet, J. Carbon Black: Science and Technology, Second Edition / J. Donnet. - CRC Press, 1993. - 461 p.

179. Green, T.R. Carbon Materials. Advances and Applications / T.R. Green.

- Stanford Publishing, 2014. - 283 p.

180. Sichel, E.K. Carbon black - polymer composites: the physics of electrically conducting composites / E.K. Sichel. - New York: Plastics engineering, 1982.

- 127 P.

181. Atanassova, P. Carbons in lead-acid batteries - structure and properties / P. Atanassova, P. Kossyrev, G. Moeser, A. Kyrlidis, M. Oljaca // 8-th International conference on lead-acid batteries. - Albena, 2011. - P. 5-8.

182. Cericola, D. Nucleation and electrolytic deposition of lead on model carbon electrodes / D. Cericola, M. Spahr // Journal of Power Sources. - 2016. - Vol. 324. - P. 41-44.

183. Баженов, А.В. Свойства композитного материала на основе многостенных углеродных нанотрубок и ионной жидкости / А.В. Баженов, Т.Н. Фурсова, А.Н. Туранов и др. // Физика твердого тела. - 2014. - Т. 56, №2 3. - С. 553559.

184. Mgheer, T.Al. Oxidation of multi-walled carbon nanotubes in acidic and basic piranha mixture / T.Al. Mgheer, A.H. Firas // Frontiers in Nanoscience and Nanotechnology. - 2016. - Vol. 2, No. 4. - P. 155 - 158.

185. Lingjie, M. Advanced technology for functionalization of carbon nanotubes / M. Lingjie, F. Chuanlong, L. Qinghua // Progress in Natural Science. - 2009. - Vol. 19. - P. 810-810.

186. Кузьменко, А.П. Процессы самоорганизации в углеродсодержащих коллоидных системах / А.П. Кузьменко, Т.П. Наинг, М.М. Тан, М.Б. Добро-мыслов, Ч.Н. Аунг // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия техника и технологии. - 2015. - Т. 3, № 16. - С. 38-50.

187. Кузьменко, А.П. Образование иерархических структур из функцио-нализиро-ванных многостенных углеродных нанотрубок в растворе с аэросилом / А.П. Кузьменко, Т.П. Наинг, А.Е. Кузько, А.В. Кочура, М.М. Тан, Н.В. Аунг // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. - 2016. - Т. 19, № 4. - С. 269-276.

188. Sivakkumar, S.R. Polyaniline/Carbon Nanotube Composite Cathode for Rechargeable Lithium Polymer Batteries Assembled with Gel Polymer Electrolyte / S.R. Sivakkumar, D.-W. Kim // Journal of The Electrochemical Society. - 2007. -Vol. 154, No. 2. - P. A134-A139.

189. Murali, G. Influence of Chemically Synthesized Electro-Conductive Additive in the Positive Electrode on Electrochemical Performance of the Lead-Acid Batteries / G. Murali, S. Kosaraju, M. KSN, J. Mandava // European Journal of Engineering Research and Science. - 2017. - Vol. 2, No. 2. - P. 6-11.

190. ГОСТ 15596-82 Источники тока химические. Термины и определения. - Введ. 1982-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2005. - 14 с.

191. EN 50342-1:2015, Lead-acid starter batteries - Part 1: General requirements and methods of test - P.22.

192. Lam, L.T. Aspects of lead/acid battery manufacture and performance / L.T. Lam, I.G. Mawston, D. Pavlov, D.A.J. Rand // Journal of Power Sources. -1994. - Vol. 48. - P. 257-268.

193. Kabzinski, J. Method for Optical Analysis of Surface Structures of Lead-Acid Battery Electrodes Using a Confocal Laser Scanning Microscope / J. Kabzinski, H. Budde-Meiwes, C. Rahe, D.U. Sauer // Journal of The Electrochemical Society. - 2016. - Vol. 163, No. 6. - P. A995-A1000.

194. Wang, H. Electrochemical Performance of Lead-Carbon Battery with Chitosan Composite Carbon/Lead Negative Plate / H. Wang, Z. Liu, H. Li, G.-C. Han, L. Yun, H. Zhong // International Journal of Electrochemical Science. - 2018. - Vol. 13. - P. 136 - 146.

195. Novak, P. Advanced in situ methods for the characterization of practical electrodes in lithium-ion batteries / P. Novak, J.-C. Panitz, F. Joho, M. Lanz, R. Imhof, M. Coluccia // Journal of Power Sources. - 2000. - Vol. 90, No. 1. - P. 5258.

196. Takahara, H. Characterization in lithium ion battery / H. Takahara // The Rigaku Journal. - 2012. -Vol. 28, No. 1. - P. 1 - 4.

197. Сальников, А.Н. Влияние природы углеродной добавки на структуру электродного материала свинцово-кислотного аккумулятора / А.Н. Сальников, В.А. Харсеев, Е.А. Гречушников // Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов: тр. XIII Международной конференции. - Курск, 2016. - Т.2. - С. 172 - 176.

198. Преч, Э. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных / Э. Преч, Ф. Бюльманн, К. Аффольтер. - М: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 438 с.

199. Akyol, E. Size and morphology controlled synthesis of barium sulfate / E. Akyol, M.A. Cedimagar // Crystal Research&Technology. - 2016. - Vol. 51, No. 6. - P. 393-399.

200. Srivastava, S. Sorption Of Divalent Metal Ions From Aqueous Solution By Oxidized Carbon Nanotubes And Nanocages: A Review / S. Srivastava // Advanced Materials Letters. - 2013. - Vol. 4, No. 1. - P. 2-8.

201. Егоров-Тисменко, Ю.К. Кристаллография и кристаллохимия: учебник / Ю.К. Егоров-Тисменко - М: КДУ, 2005. - 592 с.

202. Shiohara, Y. Single-crystal growth for science and technology / Y. Shi-ohara, E.A. Goodilin // Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. -2000. - Vol. 30. - P. 67-227.

203. Справочник по электрохимии. / под ред. А.М. Сухотина. - Л: Химия, 1981. - 488 с.

204. Кузьменко, А.П. Роль электроосмоса в зарядно-разрядных процессах свинцово-кислотного аккумулятора / А.П. Кузьменко, Е.А. Гречушников, В.А. Харсеев // Известия Юго-западного Государственного университета. -2019. - Т. 9, №2. - С. 122-136.

205. Wang, X. Electroosmotic pumps and their applications in microfluidic / X. Wang, C. Cheng, S. Wang, S. Liu. // Microfluid Nanofluid. - 2009. - Vol. 6, P. 145-162.

206. Асташинская, М.В. Особенности формирования элементного состава металл-углеродных композитов методом плазмоусиленного химического вакуумного осаждения / М.В. Асташинская, В.В. Углов // Физика и химия обработки материалов. - 2011. - Т. 2. - С. 37-41.

207. Файзрахманов, И.А. Влияние имплантации ионов меди на оптические свойства и низкотемпературную проводимость углеродных пленок / И.А.

Файзрахманов, В.В. Базаров, А.Л. Степанов, И.Б. Хайбуллин // Физика и техника полупроводников. - 2006. - Т. 40, № 4. - С. 419-425.

208. Мастеров, В.Ф. Электрические свойства монослоев Cu-O, интерка-лированных в кристаллический графит / В.Ф. Мастеров, А.В. Приходько, О.И. Коньков, А.А. Шакланов // Физика твердого тела. - 1997. - Т. 39, №. 1. - С. 97100.

209. Рутьков, Е.В. Проникновение атомов меди (интеркалирование) под графеновый слой на иридии (111) / Е.В. Рутьков, Н.Р. Галль// Физика и техника полупроводников. - 2009. - Т. 43, № 10. - С. 1297-1300.

210. Дзидзигури, Э.Л. Получение и структура металл-углеродных нано-композитов Cu-С / Э.Л. Дзидзигури, Л.М. Земцов, Г.П. Карпачева, Д.Г. Муратов, Е.Н. Сидорова // Российские нанотехнологии. - 2010. - Т. 5, № 9. - С. 109111.

211. Патент РФ № 2000119956/02, 26.07.2000 Назырова Н.И., Леонов М.П. Устройство для электрохимического нанесения покрытия // Патент Ро-сии № 2167960. 2001.

212. Патент РФ № 2009114194/09, 14.04.2009 Кузьменко А.П., Емельянов С.Г., Кузьменко Н. А., Леоненко Н. А., Силютин И.В. Твердотельный наноструктурированный источник тока // Патент России № 2394312. 2009. Бюл. №19

213. Кузьменко, А.П. Формирование электрического потенциала при твердофазном растворении меди в наноструктурированном графите / А.П. Кузьменко, В.Г. Заводинский, М.А. Кузьменко, В.А. Харсеев // Известия Юго-западного Государственного университета. - 2012. - Т. 2. - С. 38-46

214. Золотухин, А.А. Формирование наноразмерных углеродных материалов в газоразрядной плазме / А.А. Золотухин, А.Н. Образцов, А.П. Волков, А.О. Устинов // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2003. - Т. 29, № 9. - С. 58-63.

215. Булычев, С.В. Управляемое ориентирование волокон в плазме тлеющего разряда / С.В. Булычев, А.Е. Дубинов, Ю.Б. Кудасов, И.Л. Львов, К.Е.

Михеев, С.А. Садовой, С.К. Сайков, В.Д. Селемир // Письма в журнал технической физики. - 2003. - Т. 29, № 15. - С. 45-48.

216. Sundaram, R. M. Copper/carbon nanotube composites: research trends and outlook / R. M. Sundaram, A. Sekiguchi, M. Sekiya, T. Yamada, K. Hata // Royal society open science. - 2018. - Vol. 5, №. 11. - P. 180814-180835.

217. Wang, L. Graphene-copper composite with micro-layered grains and ultrahigh strength / L. Wang, Z. Yang, Y. Cui, B. Wei, S. Xu, J. Sheng, M. Wang, Y. Zhu, W. Fei // Scientific reports. - 2017. - Vol. 7. - P. 1-10.

218. Li, W. Conductive enhancement of copper/graphene composites based on high-quality graphene / W. Li, D. Li, Q. Fu, C. Pan // RSC Advances. - 2015. -Vol. 5. - P. 80428-80433.

219. Мастеров, В.Ф. Медь-кислородные субструктуры в аллотропных формах углерода (графит и фуллерен) / В.Ф. Мастеров, А.В. Приходько, Т.Р. Степанова, А.А. Шакланов, О.И. Коньков // Физика твердого тела. - 1999. - Т. 41, № 4. - С. 748-750.

220. Андреева, В.Д. Влияние атомов меди на структуру графита / В.Д. Андреева, Т.Р. Степанова // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2002. - Vol. 28, № 18. - С. 18-23.

221. Левицкий, В.С. Комбинационное рассеяние света в пленках оксида меди, осажденных реактивным магнетронным распылением / В.С. Левицкий, В.И. Шаповалов, А.Е. Комлев, А.В. Завьялов, В.В. Витько, А.А. Комлев, Е.С. Шутова // Письма в журнал технической физики. - 2015. - Т. 41, № 22. - С. 5560.

222. Goldstein, H.F. Raman study of CuO single crystals / H.F. Goldstein, D. Kim, P.Y. Yu, L.C. Bourne, J-P. Chaminade, L. Nganga // Physical review B. -1990. - Vol. 41. - P. 7192-7194.

223. Kaniyoor, A. A Raman spectroscopic investigation of graphite oxide derived graphene / A. Kaniyoor, S. Ramaprabhu // AIP Advances. - 2012. - Vol. 2, No. 3. - P. 032183-1 - 032183-13

224. Dresselhaus, M.S. Raman spectroscopy of carbon nanotubes / M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito, A. Jorio // Physics Reports. - 2005. - Vol. 409, No. 2. - P. 47-99.

225. Ferrari, A.C. Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disorder, electron-phononcoupling, doping and non-adiabatic effects / A.C. Ferrari // Solid State Communications. - 2007. - Vol. 143. - P. 47-57.

226. Харламова, М.В. Новый способ направленной модификации электронной структуры одностенных углеродных нанотрубок путем заполнения каналов металлической медью из жидкой фазы / М.В. Харламова, Д. Ниу // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2012. - Т. 95, № 6. - С. 343-348.

227. Луцев, Л.В. Электронный транспорт в наноразмерной кластерной структуре углерод - медь / Л.В. Луцев, С.В. Яковлев, В.И. Сиклицкий // Физика твердого тела. - 2000. - Т. 42, № 6. - С. 1105-1112.

228. Заводинский, В.Г. Квантово-механическое моделирование без волновых функций / В.Г. Заводинский, О.А. Горкуша // Физика твердого тела. -2014. - Т. 56, № 11. - С. 2253-2258.

229. Bockstedte, M. Density-functional theory calculations for poly-atomic systems: electronic structure, static and elastic properties and ab initio molecular dynamics / M. Bockstedte, A. Kley, J. Neugebauer, M. Scheffler // Computer Physics Communications. - 1997. - Vol. 107. - P. 187-222.