Композитные электродные материалы на основе дисульфида молибдена для литий-ионных аккумуляторов

Проект направлен на разработку новых анодных материалов литий ионных аккумуляторов на основе сульфида молибдена с улучшенными функциональными свойствами: повышенной удельной емкостью и скоростью заряд-разрядных процессов, стабильностью свойств при длительном заряд-разрядном циклировании. Одной из важных фундаментальных задач проекта является изучение закономерностей формирования композитных электродных материалов и взаимосвязи их состава, структуры и электрохимических свойств в отношении высокоэффективного запасания энергии. Научная новизна проекта заключается в получении новых по составу и структуре электродных материалов на основе сульфида молибдена, обеспечивающих повышенные функциональные свойства. Для этого будут использованы подходы как по химическому синтезу композитных материалов на основе сульфида молибдена в присутствии молекулярных (этилендиокситиофен) и полимерных форм (поли-3,4-этилендиокситиофен) и структур восстановленного оксида графена, так и механохимическому синтезу. Новизну представляет также проведение сравнительного исследования функциональных свойств материалов при применении разных по природе связующих компонентов и использовании традиционных жидких алкилкарбонатных электролитов и гелевых электролитов. Используемые подходы направлены на создание химической среды, обеспечивающей эффективное извлечение емкости и препятствующей распаду сложной структуры материалов на основе сульфида молибдена в ходе редокс-циклирования за счет химических взаимодействий функциональных групп во вводимых компонентах с ионами щелочного металла и серой, а также механически удерживающей перенос полисульфидов. В результате выполнения проекта ожидается получение новых анодных материалов на основе сульфида молибдена с повышенными величинами удельной емкости и стабильностью материала. Будут установлены условия синтеза композитных материалов различного состава, изучены их электрохимические свойства с применением методов циклической вольтамперометрии, заряд-разрядных кривых и спектроскопии электрохимического импеданса. Для репрезентативных материалов будут проведены исследования структуры и химического состояния элементов методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), сканирующей электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской дифракции.