Влияние варисторного эффекта и контактных явлений на характеристики твердотельных литий-ионных аккумуляторов с полупроводниковыми электродами

Приведены результаты измерения зарядно-разрядных характеристик твердотельных тонкопленочных литий-ионных аккумуляторов с нанокомпозитным анодом на основе твердого раствора $a$-Si(Al). Показано, что появление особенности (ступени) на зарядной характеристике аккумуляторов связано с компенсацией $a$-Si(Al) и сменой дырочной проводимости на электронную вследствие литирования электрода в процессе заряда. Выполнены измерения импеданса твердотельного тонкопленочного литий-ионного аккумулятора электрохимической системы LiCoO$_2$–LiPON–Si@O@Al в интервале температур от -20 до 50$^\circ$C. Предложена структурная модель аккумулятора и рассчитаны параметры структурных элементов модели, при которых экспериментальные диаграммы Найквиста аппроксимируются наилучшим образом. На основании результатов измерения вольт-амперных характеристик методом циклической вольтамперометрии показано, что высокое сопротивление электродов в составе аккумулятора обусловлено контактом металл-полупроводник и варисторным эффектом электродного материала. Полученные результаты вносят существенные коррективы в интерпретацию импеданс-спектров и структурные модели твердотельных литий-ионных аккумуляторов на основе полупроводниковых материалов.