Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка научных основ создания литий-ионного аккумулятора на основе новых отечественных электродных функциональных материалов

Докладчик: Кулова Татьяна Львовна

Должность: заведующая лабораторией, доктор химических наук

Цель проекта:
1.Основными задачами проекта являются синтез новых функциональных материалов для положительного и отрицательного электродов литий-ионного аккумулятора, а также разработка лабораторного макета литий- ионного аккумулятора на основе новой электрохимической системы. 2. Цель проекта - создание литий-ионного аккумулятора с улучшенными энергетическими и эксплуатационными показателями на основе новых отечественных материалов для портативных накопителей энергии военного и гражданского применения

Основные планируемые результаты проекта:
1. Планируется разработать лабораторные технологические регламенте синтеза порошковых наноматериалов на основе феррофосфата железа, допированного феррофосфата лития, тройных литированных оксидов, титаната лития, кремнийсодержащих композитов; провести физико-химические и электрохимическиеисследования синтезированных материалов; разработать лабораторные технологические регламенты по изготовлению положительных и отрицательных электродов на основе синтезированных порошковых наноматериалов для экспериментальных образцов литий-ионных аккумуляторов емкостью 1 Ач; разработать лабораторный технологический регламент синтеза жидкого электролита, способного работать при температурах до минус 40 оС; изготовить эксериментальные образцы литий-ионных аккумуляторов и провести их электрические испытания.
2. Ожидается, что литий-ионные аккумуляторы на новой электрохимической системе «тройной литированный оксид никеля-кобальта-марганца - кремнийсодержащий композит» по удельной энергоемкости будут не ниже, чем лучшие на сегодняшний день литий-ионные аккумуляторы зарубежного производства (не ниже 230 Втч/кг). Литий-ионные аккумуляторы системы «допированный феррофосфат
лития - нанотитанат лития» будут характеризоваться высоким ресурсом (до 1000 циклов), низким саморазрядом и способностью работать при токах заряда-разряда до 10С и при температурах минус 40 оС.
3. Разрабатываемые аккумуляторы на электрохимической системе «тройной литированный оксид никеля-кобальта-марганца - кремнийсодержащий композит» являются аккумуляторами нового поколения.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Основная область применения ожидаемых результатов связана с индустриальным партнером ОАО «Чеченнефтехимпром», а именно, внедрение на данном предприятии результатов проекта. В 2005 г было принято решение о строительстве в г. Грозный завода по производству литий-ионных аккумуляторов общей мощностью 250 МВтч/год. Общая численность персонала должна составить около 400 человек.
Планируется выпускать аккумуляторы для транспорта, включая автомобильный и железнодорожный, а также накопители энергии в составе комбинированных энергоустановок. Для обеспечения большой мощности данных аккумуляторов планируется разрабатывать систему «феррофосфат лития - нанотитанат лития» Кроме того, российские промышленные предприятия, занимающиеся производством химических
источников тока, такие как, ООО «Лиотех» (г. Новосибирск), АК Ригель (г. Санкт-Петербург), ОАО«НИАИ «Источник» (г. Санкт-Петербург), Холдинг «Русские аккумуляторы», ОАО «Литий-Элемент» (г.Саратов), ОАО «Энергия» (г. Елец), ОАО «Сатурн» (г. Краснодар) смогут использовать результаты проекта при создании новых образцов продукции и услуг.

Текущие результаты проекта:
Проведен аналитического обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы в области литий-ионных аккумуляторов разных электрохимических систем, используя 426 информационных источников, в том числе 250 источников за период 2009-2014 гг. с обоснованием и выбором направления исследований и способов решения поставленных задач. Проведены патентные исследования на глубину 15 лет по ГОСТ 15.011-96 по теме проекта. В результате поиска патентной информации отобрано более 500 патентных документов, в том числе, 69 патентов по феррофосфату лития и его допированным модификациям, 182 патента по нанотитанату лития, 192 патента по высоковольтовым материалам (тройным литированным оксидам переходных металлов) и 58 патентов по кремниевым композитам. Установлено, что все четыре группы материалов представляют предметы острой заинтересованности среди создателей литий-ионных аккумуляторов, патентная информация очень обширна и может быть использована в работе над настоящим проектом. В то же время, опубликованные патенты не являются непреодолимым препятствием для создания новых технических решений в процессе выполнения проекта.