Сотрудники Центра энергетических наук и технологий Сколтеха запатентовали способ создания однородного углеродного покрытия с контролируемой толщиной

Патент описывает способ создания углеродного покрытия на активных материалах литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов (ЛИА и НИА, соответственно), которое позволяют улучшать их функциональные характеристики.

В большинстве современных ЛИА в качестве катодного материала используются оксиды со слоистой структурой. Они демонстрируют высокую энергоемкость, но имеют проблемы с безопасностью и возможностью быстрого заряда/разряда. Часть ЛИА использует другой тип материалов – полианионные материалы. Из известных полианионных материалов в коммерческом производстве используется один – фосфат лития и железа LiFePO4. Этот материал гораздо безопаснее за счет того, что фосфатные анионы прочно связывают атомы кислорода в заряженном состоянии, предотвращая выделение кислорода и экзотермические реакции даже при повышенных температурах. Кроме того, литий-железо фосфат долговечнее оксидных катодов и способен заряжаться/разряжаться за одну или несколько минут. У этого материала, как и у многих других находящихся пока в стадии разработки полианионных материалов основная проблема – низкая электронная проводимость. Для преодоления этого затруднения используют проводящее углеродное покрытие, которой позволяет электронам достичь каждой из частиц материала. Точнее, так должно быть в теории, а на практике все зависит от того, насколько равномерное и тонкое покрытие удалось получить при синтезе.

 snimok-ekrana-2020-08-05-v-15-39-34

«В нашем патенте описывается новый способ создания качественного углеродного покрытия из полимера полидопамина, толщину которого легко контролировать с помощью варьирования времени выдержки исходных фосфатов в растворе допамина, который затем полимеризуется и вместе с материалом отжигается в инертной среде, образуя тонкий равномерный слой углерода. Этот способ может позволить не только повысить качество уже используемого в промышленности LiFePO4, но и довести до практического использования другие материалы ЛИА и/или НИА, обладающие большей энергоемкостью», – рассказывает старший научный сотрудник Центра энергетических наук и технологий Сколтеха Олег Дрожжин.

«Запатентованная технология уже применяется нами для нанесения углеродного покрытия на перспективный катодный материал Na3V2(PO4)2O2F для натрий-ионных аккумуляторов, который мы производим гидротермальным синтезом с микроволновой активацией. Сейчас, в рамках проекта STRIP по трансферу технологий мы провели масштабирование синтеза этого материала до количества нескольких килограммов с целью создать первые прототипы Na-ионных аккумуляторных ячеек емкостью 1 – 5 Ач» – комментирует директор Центра энергетических наук и технологий Сколтеха профессор Артем Абакумов.

***

Дорогие партнеры! Если вы заинтересованы в заключении лицензионного соглашения на использование интеллектуальной собственности Сколтеха, наш Офис трансфера знаний проконсультирует вас по возможностям внедрения наших технологий в вашу сферу производства или услуг.

Наше актуальное портфолио интеллектуальной собственности (на рус.яз.). По всем вопросам обращайтесь в .

 

 

 

 

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook0Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK