Разработка технологических основ создания перспективных наноматериалов для литий-ионных полимерных аккумуляторов повышенной эффективности

в работе

• Тип проекта СПбПУ
• Файл проекта pdf-документ
• Новые материалы

Описание

Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) являются устройствами накопления энергии, имеющими высокую энергетическую плотность. Как ожидается, в среднесрочной перспективе прогнозируется активный рост объемов реализации литий-ионных аккумуляторов. Так, по оценкам Research Techart, объем мирового рынка ЛИА в 2017 году может превысить 8.3 млрд. долл., что в 2.5 выше текущих показателей. Главным образом, этот рост будет обусловлен появлением электромобилей и потребностью в стационарных аккумуляторных батареях.

Цель проекта

Целью проекта является разработка технологических основ создания перспективных наноматериалов для литий-ионных полимерных аккумуляторов повышенной эффективности. Получение значимых научных результатов позволяющих переходить к созданию новых видов нанокомпозиционных электродных материалов мирового уровня. Реализация проекта позволит снизить себестоимость производства электродных материалов повысить технические характеристики литий-ионного полимерного аккумулятора, особенно его энергоэффективность и обеспечить вывод на рынок новой продукции.

Технология

Состоит из шести этапов, и по каждому из них отрабатываются методики: 


1. Получение аморфного сплава на базе Li2SiO3; 

2. Методика кристаллизации этого сплава;

3. Допирование, то есть введение оксида в сплав.;

4. Методика механохимического синтеза;

5. Методика получения нанокомпозиционного материала Li2Fe1-хMnхSiO4 + углерод;

6. Методика тестирования по результатам испытаний. 


В совокупности эти методики составляют способ получения нового материала, который в дальнейшем будет запатентован.

Партнеры

• ЗАО «АКОМ»
• TSE Technology Co., LTD КНР
• ENV Energy New Vehicle КНР

Ожидаемые результаты

- методика получения новых наноструктурированных катодных материалов на основе Li₂FeSiO₄ для литий-ионных аккумуляторов повышенной эффективности методом жидкофазного литья;
- методика получения новых наноструктурированных катодных материалов на основе Li₂FeSiO₄ для литий-ионных аккумуляторов повышенной эффективности с использованием технологии механохимического синтеза;
- методика получения катодных материалов на базе Li₂FeSiO₄, модифицированных оксидами V₂O₅, P₂O₅, FeO, титаномагнетитом.
- методика исследования фазового и структурного состава полученных экспериментальных образцов новых наноструктурированных катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов.
- методика исследования гранулометрического состава экспериментальных образцов новых наноструктурированных катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов.
- методика исследования удельной поверхности экспериментальных образцов новых наноструктурированных катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов.
- методика исследования морфологии и тонкой структуры полученных экспериментальных образцов наноструктурированных катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов с использованием сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии.
- методика получения экспериментальных образцов электродов литий-ионных полимерных аккумуляторов.
- методика исследования электрохимических характеристик литий-ионных полимерных аккумуляторов с использованием разработанных катодных и анодных материалов;
- методика нанесения пассивационных покрытий оксида алюминия методом атомно-слоевого осаждения на материал электродов литий-ионных полимерных аккумуляторов и порошковые материалы катода.
- методика исследования технологических свойств полученных порошков и композиций, исследование фазового состава, морфологии и технологических свойств порошков и композиций на их основе;
- технология нанесения активной массы анода на медную фольгу с последующей термической обработкой;
- будут проведены лабораторные испытания литий-ионных полимерных батарей с использованием полученных материалов.

Результаты проведенных НИР могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских работ, направленных на разработку технологии получения высокопроизводительных литий-ионных полимерных аккумуляторов на основе нанокомпозиционных материалов и могут быть внедрены в РФ.

Предполагаемые результаты достигнуты в РФ впервые к 31.12.2016 и соответствовать мировому уровню.

Технические характеристики:
Полученный литий-ионный полимерный аккумулятор будет иметь следующие характеристики:

• номинальная емкость от 5 до 40 Ач при номинальном напряжении 3,7-3,4 В;

• удельная массовая энергия не менее 100 Вт∙ч/кг;

• количество циклов заряд-разряд: не менее 1500;

• саморазряд – не более 10% в месяц;

• диапазон рабочих температур: от -20 до +50

Руководитель проекта

Попович Анатолий Анатольевич

• Занимаемые должности
  Главный научный сотрудник - Лаборатория «Синтез новых материалов и конструкций»
• Руководитель лабораторий
  Российско-китайская научно-исследовательская лаборатория «Функциональные материалы»
• Руководитель проектов
  Разработка технологических основ создания перспективных наноматериалов для литий-ионных полимерных аккумуляторов повышенной эффективности;

  Изготовление индивидуального компонента эндопротеза тазобедренного сустава
• Ученая степень
  доктор технических наук
• Ученое звание
  профессор

• cG9wb3ZpY2hfYWFAc3Bic3R1LnJ1
• KzcgKDgxMikgMjk0LTQ3LTM3