Приложение принципов структурной и морфологической организации к разработке интеркалируемых литием композитных электродных материалов для литий-ионных аккумуляторов повышенной мощности

Разработаны методы формирования и созданы образцы послойно комбинированных многоуровневых композитов на основе интеркаляционных соединений лития с высокой концентрацией и высоким энергетическим состоянием лития в кристаллической структуре. Высокая электрохимическая активность существует наряду с высокой реакционной способностью при взаимодействии с веществами, с которыми контактируют данные соединения. Для предотвращения нежелательных взаимодействий при условии сохранения электрохимической активности на поверхности интеркаляционного компонента создавался искусственный интерфейс, имеющий протекторные свойства наряду с ионопроводящими свойствами. В результате был расширен диапазон условий применимости таких материалов в сочетании с различными электролитными композициями. Другим разработанным способом создания композитных электродных структур являлось встраивание интеркаляционного компонента в электропроводную матрицу, которая обладала заданным уровнем электропроводящих свойств. Матрица создавалась на основе углеграфитовых материалов. Состав исходной смеси для синтеза и условий предобработки и последующей термической обработки электродного материала позволял управлять проводящими свойствами конечного продукта. В дальнейшем были выполнены детальная структурная и морфологическая характеризация полученных образцов электродных материалов. Выявлено влияние условий получения на свойства конечных продуктов. Были проведены детальные исследования электрохимических свойств электродных материалов с использованием комплекса методов. Полученные материалы были выведены на уровень макетных испытаний. Были созданы различные конструкции макетов, близких к промышленным образцам литий-ионных аккумуляторов, разработаны способы нанесения композитного электродного слоя с высокими удельными показателями массы активного вещества в расчете на единицу поверхности электрода. Были выполнены испытания макетов в различных токовых режимах.