Разработка органических катодных материалов на основе полимерных ароматических аминов для калий-ионных аккумуляторов

Проект посвящен разработке катодных материалов для калий-ионных аккумуляторов на основе полимеров, содержащих в своей структуре феназиновые, фенотиазиновые или N,N’-диметил-п-фенилендиаминовые функциональные группы.Ожидается, что при успешном выполнении проекта могут быть получены материалы с рекордными характеристиками: удельная емкость >200 мАч/г, среднее напряжениями разряда 3.3-4.0 В, удельная энергоемкость >700 Втч/кг. Аккумуляторы на основе этих материалов будут эффективно работать при высоких плотностях тока (скорости заряда/разряда 10-100С) и демонстрировать высокую стабильность: сохранять не менее 70% первоначальной емкости после 1000 заряд-разрядных циклов.Согласно современной научной литературе, для достижения подобных целей, используются, преимущественно, неорганические материалы, реже – органические, на основе карбонильных соединений. По нашим оценкам, наиболее перспективными органическими катодами для металл-ионных аккумуляторов являются ароматические полиамины. Обладая высоким средним потенциалом разряда ~ 4 В, полиамины демонстрируют относительно высокие удельные емкости, стабильность в циклах заряда/разряда, высокую энергоемкость и мощность, а разнообразие возможных структур предоставляет возможности для их дальнейшего совершенствования. Вследствие слабой проработанности данной темы, в литературе отсутствуют свидетельства о применения высокоёмких (практическая ёмкость > 200 мАч/г) ароматических полиаминов в калий-ионных аккумуляторах, а также о методиках их синтеза.Достижении заявленных показателей, открывает широкие перспективы для создания альтернативы современным литий-ионным аккумуляторам в виде калий-ионных батарей на органической основе. Данный тип устройств хранения энергии будет обладать более высокой энергоёмкостью и мощностью, что, в частности, позволит сократить необходимое время для их зарядки. Более того, повсеместное использование таких аккумуляторов, может решить проблему ограниченности ресурсов лития и переходных металлов, используемых в современной индустрии устройств хранения энергии, а также иные экологические проблемы, вследствие простоты утилизации органических материалов.