ИСТИНА

Проект направлен на решение актуальной проблемы электрохимического материаловедения - создание новых электродных материалов металл-ионных аккумуляторов. Он предусматривает поиск новых минералоподобных соединений, способных к обратимой электрохимической де/интеркаляции щелочного металла, комплексное изучение их электрохимических свойств, а также разработку гидротермальных технологий их синтеза и модифицирования. Установленные в ходе исследований взаимосвязи в цепочке состав – структура – микроструктура – электрохимическая активность будут способствовать разработке конкурентоспособных, экологически безопасных и дешевых электродных материалов.

This project is aimed at the development of new mineral-like electrode materials with enhanced functional properties (such as energy and power density), as well as the development of nature-friendly technologies of their production. Search for new mineral-like compounds capable of reversible intercalation alkali metals will be carried out using various crystal-chemical approaches. Different classes of inorganic compounds -phosphates, silicates, sulfates, fluoride-containing compounds will be investigated.

На базе перспективных соединений будут разработаны новые электродные материалы, проведено комплексное исследование их электрохимических свойств. Процессы де/интеркаляции ионов щелочных металлов будут исследованы с использованием различных методов, включая рентгеновскую и электронную дифракцию, мессбауровскую спектроскопию. Эти методы будут применены, в том числе in situ, в процессе электрохимического циклирования. В рамках проекта будут разработаны гидротермальные методы синтеза двухфазных композитов «ядро-оболочка» с высокой энергоемкостью и стабильной циклируемостью. Для материалов с привлекательными электрохимическими характеристиками будут изготовлены прототипы литий-ионных аккумуляторов в мягком корпусе (pouch cell) с емкостью от 2 А*ч.

Участниками проекта накоплен значительный опыт в получении и исследовании функциональных свойств электродных материалов металл-ионных аккумуляторов. Участники проекта участвовали в апробации методов прогнозирования транспортных характеристик материалов, основанных на кристаллохимических подходах, таких как построение полиэдров Вороного-Дирихле, суммирование валентных усилий связи. В настоящее время эти подходы находят широкое применение в качестве эффективного инструмента для первичной оценки возможности диффузии ионов щелочных металлов в кристаллической структуре.Участники проекта имеют обширный опыт в области разработки методик гидро- и сольвотермального синтеза, изучения механизма синтеза, иccледования электрохимических свойств и фазовых трансформаций в сложных фосфатах со структурой трифилина, боратов и фторидофосфатов щелочных металлов и d-катионов.

Based on promising prototype compounds, new electrode materials will be developed and a comprehensive study of their electrochemical properties will be carried out. Insertion/extraction processes of alkali metal ions in the active material will be studied using various methods including X-ray and electron diffraction, Moessbauer spectroscopy. These methods will be applied also in in situ regime, during the electrochemical cycling. Нydrothermal approaches for the synthesis of two-phase core-shell composites will be developed and two-phase core-shell composites with enhanced specific energy and power will be obtained. Materials with attractive electrochemical characteristics will be used to assemble lithium-ion battery prototypes (pouch cell) with a capacity of 2 A*h.