Войти

Сколтех поможет российскому производству литий-ионных аккумуляторов

1602
0
0
Литий-ионные батареи
Литий-ионные батареи.
Источник изображения: rusnanonet.ru

Развитие собственного производства литий-ионных аккумуляторов — одна из ключевых задач в технологической повестке России. Несмотря на большие запасы лития, объёмов производства литий-ионных аккумуляторов в стране на сегодняшний день недостаточно.

Особенно остро стоит вопрос создания аккумуляторов с высокой плотностью энергии для использования в электромобилях. Свой вклад в решение проблемы вносят представители как индустрии, так и науки. В новом исследовании учёные из Сколтеха совместно с коллегами из Франции, Китая и других стран впервые смогли определить роль кобальта и никеля в электрохимических свойствах катодных материалов, необходимых для производства аккумуляторов. Работа опубликована в журнале Nature Materials.

В современных литий-ионных аккумуляторах в качестве материала одного из электродов используются слоистые оксиды лития, никеля, марганца и кобальта. Никель, марганец и кобальт принадлежат к одному классу — 3d-переходных металлов, поэтому их электронная структура и химические свойства схожи между собой. Поскольку они абсолютно равномерно перемешаны в кристаллической структуре слоистых оксидов, разделить их вклад в электрохимические свойства катодного материала очень трудно.

Для решения задачи разделения роли никеля и кобальта учёные получили два модельных соединения — оксид лития-никеля-марганца и оксид лития-кобальта-марганца — и затем провели комплексное исследование их структуры, состава и электрохимических свойств. С помощью комбинированных исследований данных систем различными спектроскопическими и электрохимическими методами, а также просвечивающей электронной микроскопией высокого разрешения исследователи представили результаты их сопоставления по нескольким параметрам: локальная атомная структура материалов, её эволюция в процессе работы электрохимической ячейки и взаимосвязь наблюдаемых явлений с возникновением механических напряжений, кинетикой (де)интеркаляции лития, кинетикой окислительно-восстановительных процессов и так далее.

«Мы провели исследование на уникальном оборудовании Центра коллективного пользования „Визуализация высокого разрешения“ в Сколтехе. С его помощью мы изучили атомную структуру материалов для литий-ионных аккумуляторов. Нашей задачей было получить данные об эволюции локальной кристаллической структуры материалов при электрохимическом циклировании. Подготовка образца, работа непосредственно с оборудованием и интерпретация результатов требуют очень большой аккуратности и точности», — рассказал соавтор работы Анатолий Морозов, младший научный сотрудник Центра энергетических технологий Сколтеха.

«В ходе обсуждения результатов с нашими коллегами из Коллеж де Франс мы проанализировали данные не только просвечивающей электронной микроскопии, но и рентгенографии, спектроскопии и электрохимических измерений. Результаты мы представили в виде сравнительной таблицы, из которой можно сделать вывод о преимуществах и недостатках материалов на основе кобальта и никеля. Эти данные будут использованы для направленного дизайна состава катодных материалов для создания литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии, необходимых для производства электромобилей», — объяснил соавтор работы Артём Абакумов, профессор и директор Центра энергетических технологий Сколтеха.

Исследование выполнено в рамках проекта «Создание перспективных электрохимических систем хранения энергии с помощью направленного дизайна локальной структуры и микроструктуры электродных материалов», поддержанного грантом Российского научного фонда до 2026 года. Под руководством профессора Артёма Абакумова учёные разрабатывают научные основы дизайна высокоёмких электродных материалов и твёрдых электролитов для создания следующего поколения вторичных электрохимических источников тока с высокой плотностью энергии.

Результаты проекта внесут вклад в реализацию Концепции по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации. Согласно принятой на период до 2030 года концепции, на территории России будет развиваться производственная база по выпуску собственных электромобилей.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 08.09 01:45
  • 4412
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 07.09 23:00
  • 525
Международные расчеты, минуя доллар, по странам
  • 07.09 21:14
  • 1
Ответ на "Милитаризация Польши и стран Балтии: «Если в начале пьесы на стене висит ружье, то..."
  • 07.09 19:17
  • 123
Израиль усиливает меры безопасности в связи с опасениями ударов со стороны Ирана
  • 07.09 11:05
  • 17
Возвращение Starliner с орбиты отложили до 26 июня
  • 07.09 04:04
  • 1
Названы сроки получения разработанным для замены Ан-2 самолётом ЛМС-901 «Байкал» сертификата типа
  • 07.09 01:30
  • 2
Ответ на "Беларусь и Россия: стратегическая безопасность"
  • 06.09 17:50
  • 1
Откроет ли Киев ядерный «Ящик Пандоры»
  • 06.09 14:43
  • 0
Милитаризация Польши и стран Балтии: «Если в начале пьесы на стене висит ружье, то к концу пьесы оно должно выстрелить»
  • 06.09 13:15
  • 1
На Западе рассказали о недостатках танков Abrams
  • 06.09 13:08
  • 1
Бабкина исключили из летного отряда космонавтов
  • 06.09 11:29
  • 4
На Украине разработали БТР «Хорунжий» на советском шасси
  • 06.09 01:41
  • 0
Ответ на "Польша-Украина: начало конца"
  • 05.09 22:49
  • 1
Минобороны Индии одобрило проект закупки новых танков по программе FRCV
  • 05.09 22:39
  • 1
«Эффективная замена БМП-1»: Польша представила бронемашину Borsuk