Исследование и разработка гибридных электродных материалов литий-ионного аккумулятора с высокой энергетической плотностью

Данный проект посвящен проблемам, связанным с исследованиями и разработкой литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) с высокой энергетической плотностью и временем жизни, синтезом новых электродных материалов на основе литиевых оксидов переходных металлов и пористого германия, исследованиями структуры, электронных свойств и электрофизических параметров этих материалов, установлением фундаментальных закономерностей, определяющих взаимосвязь между рабочими параметрами, структурными и электронными свойствами анодных и катодных материалов литий-ионных аккумуляторов. Предлагается разработать и исследовать новый материал для анодов ЛИА – наноструктурированный германий, полученный путем ионной имплантации различных типов ионов с различной энергией в германиевую матрицу. В процессе имплантации происходит не только формирование наноструктурированного пористого германия, но и его аморфизация, которая ослабляет эффекты механических напряжений, приводящих к деградации электрода в процессе интеркалирования/ деинтеркалирования ионов лития. В качестве катодного материала в данном проекте будут использованы не только традиционные литиевые оксиды переходных элементов, но и соединение Li3-xV2(PO4)3. Интерес к этим соединениям обусловлен тем, что кристаллическая структура данного типа стабильна по отношению к изменению валентности катионов переходных элементов, вызываемой процессами интеркаляции/деинтеркаляции щелочного элемента при заряде/разряде аккумуляторной ячейки.