Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка новых катодных материалов на основе оксидов ванадия.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.12.3018
Организация
ИФХЭ РАН
Руководитель работ
Скундин Александр Мордухаевич
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
14,9 млн
Внебюджетные средства
2,03 млн

Разработка фундаментальных основ перспективных технологий создания оксидных и гибридных органо-неорганических нанокристаллических, наноструктурированных и композитных материалов, перспективных для применения в различных типах энергоемких источниках тока бытового и «двойного» назначения, а также интегрированных устройствах наноионики для преобразования и хранения энергии (в том числе для гибких батарей, интегрированных в планарные телекоммуникационные устройства нового поколения).

Соисполнители

Организация
ФНМ
Организация
ИОНХ РАН

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Кулова Татьяна Львовна

Этапы проекта

1
08.08.2008 - 31.10.2008
Был проведен анализ новейшей научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов по теме проекта; были проведены подготовительные работы к получению и анализу образцов, в том числе, оптимизация режимов получения изополиванадиевых кислот при анионитной обработке, выбор режимов вакуумной и криохимической сушки гелей, определение условий гидротермальной обработки; были проведены предварительные патентные исследования.
В литературном обзоре подробно рассмотрены особенности материалов положительных электродов литий-ионных аккумуляторов, обсуждены структурные типы и методы получения различных оксидов ванадия, приведены данные об обменных свойствах оксидов ванадия, обстоятельно рассмотрены электрохимические свойства оксидов ванадия в процессах внедрения и экстракции лития, рассмотрены также различные композитные материалы на основе оксидов ванадия. Отдельно выделен обзор материалов конференций по использованию оксидов ванадия в литий-ионных аккумуляторах.
В процессе проведения подготовительных работ был уточнен диапазон оптимальных условий получения образцов на основе оксидов ванадия (были оптимизированы режимы получения изополиванадиевых кислот при анионитной обработке, выбраны режимы вакуумной и криохимической сушки гелей, определены условия гидротермальной сушки). Был проведен первый этап патентного поиска. Материалы, приведенные в литературном обзоре, а также результаты собственных предварительных исследований позволили обосновать выбранное направление исследований, а также послужили основой для сопоставления ожидаемых показателей новой продукции с показателями изделий-аналогов. Сделан вывод о том, что принципиальные технические показатели новой продукции, технология которой может быть разработана на основе результатов настоящего проекта, будут заметно превышать показатели изделий-аналогов.
Развернуть
2
01.11.2008 - 31.12.2008
Изготовлены контрольные образцы ксерогелей, нанотрубок и гибридных органо-неорганических материалов (молекулярных бронз) с участием органических темплатов-ПАВ, проводящих полимеров (полианилин и др.), комплексов с переносом заряда (производные бензидина, тетратиофульвалена) на основе оксидов ванадия с использованием подходов «мягкой химии» (ионный обмен, золь-гель технология, криохимическая сушка, гидротермальный синтез). Проведены первичные измерения физико-химических (термический анализ, измерение площади поверхности, исследования с помощью просвечивающей и растровой электронной микроскопии с микроанализом) и структурных характеристик (инфракрасная спектроскопия, Раман-спектроскопия, рентгенофазовый анализ) контрольных образцов. Проведены исследования электрохимического поведения контрольных образцов в процессах внедрения и экстракции лития; получены первичные данные о локальной структуре образцов методами Мессбауэровской спектроскопии и анализа тонкой структуры полосы поглощения рентгеновских лучей (EXAFS). Сформулирована перспективная методика получения образцов для дальнейших исследований. Разработана лабораторная технология изготовления отрицательных электродов, предназначенных для работы с положительными электродами на основе оксидов ванадия. Составлен аналитический обзор по гибким и планарным литий-ионным аккумуляторам.
Развернуть
3
01.01.2009 - 30.06.2009
Разработана лабораторная технология изготовления микропористых композитов поливанадатов, модифицированных органическими компонентами; изготовлены штатные образцы различных наноструктурированных материалов на основе оксидов ванадия; разработаны основы технологии изготовления электродов с активными материалами на основе полученных наноматериалов; проведены патентные.
Развернуть
4
01.07.2009 - 31.10.2009
Проведено комплексное исследование электрохимических характеристик наносистем в стационарных процессах внедрения и экстракции лития. Проведены исследования нестационарных процессов внедрения и экстракции лития различными релаксационными методами. Разработаны физико-химической модели процессов, происходящих при интеркаляции и экстракции лития, полуколичественная оценка параметров модели на основе комплекса полученных данных.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2009 - 2011, 24 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Организация
ФНМ
профинансировано
Продолжительность работ
2017 - 2019, 35 мес.
Бюджетные средства
90 млн
Организация
Университет ИТМО
профинансировано
Тема
Разработка новых катодных материалов на основе оксидов ванадия.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка методов создания органических наноматериалов для интегрированных электронных устройств широкого спектра применения.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
60 млн
Количество заявок
7
Тема
«Разработка перспективных технологий и конструкций изделий интеллектуальной силовой электроники для применения в аппаратуре бытового и промышленного применения, на транспорте, в топливно-энергетическом комплексе и в специальных системах (интеллектуальные драйвера «мягкой коммутации» мощных источников электропитания)».
Продолжительность работ
2012 - 2013, 19 мес.
Бюджетные средства
14 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка интегрированных нано- и микроэлектромеханических и оптоэлектромеханических устройств для прецизионного технологического и приборно-аналитического оборудования различного назначения.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
32 млн
Количество заявок
5
Тема
Разработка перспективных технологий и конструкций изделий интеллектуальной силовой электроники для применения в аппаратуре бытового и промышленного назначения, на транспорте, в топливно–энергетическом комплексе и в специальных системах (источник питания на сверхъемких тонкопленочных конденсаторных ячейках).
Продолжительность работ
2014 - 2015, 20 мес.
Бюджетные средства
18,1 млн
Количество заявок
1