Углеродные материалы и углерод-полимерные композиты как активные компоненты положительных и отрицательных электродов перспективных накопителей энергии. Синтез, строение, свойства

Электрохимические накопители энергии – аккумуляторы - получают все большее применение в различных областях народного хозяйства. Основными требованиями к аккумуляторам являются высокая удельная энергия (объёмная и весовая), высокая мощность, длительный срок службы, безопасность для природы и человека, низкая стоимость, легкая утилизируемость после окончания срока службы. В настоящее время наилучшими характеристиками обладают литий-ионные аккумуляторы (ЛИА). Удельная энергия ЛИА достигла 250-270 Вт·ч/кг, а длительность циклирования – 2000-6000 циклов. Характеристики лучших литий-ионных аккумуляторов не полностью соответствуют современным требованиям к электрохимическим аккумуляторам. Поэтому усовершенствование ЛИА и разработка новых видов аккумуляторов является актуальной задачей. Свойства активных материалов электродов и электролитов определяют энергетические и эксплуатационные характеристики электрохимических накопителей энергии. По-этому основное внимание исследователей сконцентрировано на разработке новых мате-риалов для электрохимических аккумуляторов. Большой интерес вызывают различные виды углеродных материалов (графиты, сажи, твердые и мягкие разупорядоченные углероды, углеродные волокна и нанотрубки и др.) в качестве дешевых, доступных, безопасных и энергоёмких активных материалов как положительного, так и отрицательного электродов электрохимических накопителей энергии. А также большой интерес представляют композиты углеродных материалов с раз-личного типа полимерами (электрохимически активными полимерами, полимерными электронными и ионными проводниками). Проект направлен на разработку новых типов углеродов и углеродно-полимерных композитов на их основе для применения качестве активных материалов положительных и отрицательных электродов электрохимических накопителей электрической энергии. Также планируются подробные исследования электрофизических и электрохимических свойств углеродов и углеродно-полимерных композитов на их основе и разработка прототипов накопителей энергии и тестирование их энергетических характеристик. Результаты проекта могут быть использованы на различных уровнях для долгосрочного прогноза научно-технологического развития Российской Федерации, разработки программ развития науки и технологий производства отечественных, высокоэнергоемких устройств хранения энергии на основе российского сырья и их компонентов, разработки технологий и организация производства материалов и накопителей энергии на их основе и пр.