Войти

Сколтех поможет российскому производству литий-ионных аккумуляторов

2104
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
  • 27.02 03:02
  • 14686
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 27.02 02:15
  • 1
США обозначили угрозу с воздуха в будущем
  • 27.02 00:19
  • 0
Комментарий к "Российский Су-57 обвинили в изменении баланса сил в «подбрюшье НАТО»"
  • 26.02 23:35
  • 1
Комментарий к "Четыре года СВО: уроки и выводы"
  • 26.02 23:02
  • 0
Комментарий к "На Западе нашли у России первый в мире межконтинентальный истребитель-бомбардировщик" и "Первый в мире истребитель межконтинентальной дальности на службе России (Military Watch Magazine, США)"
  • 26.02 21:37
  • 0
Комментарий к "В США Т-95 сочли «лучшим российским танком, которого никогда не было»"
  • 26.02 20:49
  • 2
Совершил первый полет третий опытный образец лёгкого самолёта ЛМС-901 "Байкал" с двигателем ВК-800СМ
  • 26.02 19:44
  • 1
«Ничего невозможного нет». Удастся ли России взять под контроль Одессу?
  • 26.02 15:53
  • 1
В этом году в России планируют запустить 28-нанометровый литограф
  • 26.02 10:34
  • 1
Стало известно о разработке «неудержимой» ракеты мощнее «Орешника»
  • 26.02 01:45
  • 0
Комментарий к "«Лондон приближает ядерную войну». Британия допустила появление войск на Украине"
  • 26.02 00:44
  • 1
Преимущество практически во всём: Пентагон оценил потенциал ВС РФ в зоне СВО
  • 26.02 00:24
  • 1
"Ростех" поставил партию зенитных управляемых ракет для "Панцирей"
  • 26.02 00:13
  • 1
Четыре года СВО: уроки и выводы
  • 25.02 23:48
  • 1
Новый российский "молот Судного дня" с дальностью 18 000 километров и 14 боеголовками (Sohu, Китай)