Повышение безопасности литий-ионных аккумуляторов за счет адаптивных электродных слоев переменного сопротивления (заключительный, этап 3)

Целью текущего проекта являлась разработка защитного слоя (далее «подслоя), предотвращающего тепловой разгон аккумулятора, причины которого вызываются как ошибками эксплуатации изделий, так и производственными дефектами. Защитный подслой представляет собой электропроводящий полимер с нелинейной зависимостью сопротивления от потенциала электрода и от температуры, расположенный между токоотводом и активным материалом. Механизм защиты заключается в разрыве электрической цепи за счет увеличения сопротивления полимера при работе аккумулятора вне его рабочего диапазона напряжений или температур. В ходе выполнения эта проекта проведены работы по синтезу новых полимеров, потенциально пригодных для использования в качестве защитных слоёв, и разработаны подходы к масштабированию процессов синтеза и нанесения разработанного ранее полимера. Важным фундаментальным результатом работ стал синтез ряда новых редокс-проводящих полимеров, содержащих редокс-активные группы, присоединенные к сопряженному проводящему скелету. Было показано, что редокс активные группы влияют на зависимость электрической проводимости полимеров от приложенного потенциала электрода. В определенных условиях действительно оказалось возможным добиться изменения профиля проводимости, с формированием вместо плато зависимости с чётким максимумом, соответствующей требованием к материалам для защитных слоёв. Для масштабирования процессов нанесения защитных слоёв была разработана методика химической полимеризации мономера NiMeOSalen методом окислительной полимеризации и проведена физико-химическая и электрохимическая харатеризация продукта, подтверждающая наличие электрохимической активности химического polyNiMeOSalen. В дополнении к запланированным работам по физическому нанесению покрытий на основе химически синтезированного полимера предложена методика использования электрохимически синтезированного polyNiMeOSalen для создания дисперсий на его основе и последующего нанесения на алюминиевую фольгу методом распыления. Доказано соответствие электрохимической активности распыленной пленки и исходного электрохимически осажденного покрытия и продемонстрированы её защитные свойства.