Разработки / Новые технологии

Энерго- и эко-эффективный механохимический синтез нано-LiFePO<sub>4</sub>/С для литий-ионных аккумуляторов

Разработан энергосберегающий и экологически чистый механохимический метод получения наноразмерного композиционного катодного материала LiFePO4/С с величиной зерна LiFePO4 < 50 нм

Катодный материал LiFePO4 характеризуется высоким разрядным напряжением (3.4В по отношению к Li/Li+), наличием плато на зарядно-разрядных кривых и относительно высокой теоретической емкостью ~170 мА·ч/г, которая может быть почти полностью реализована на практике.

LiFePO4 отличается доступной ценой, нетоксичностью, структурной и химической устойчивостью при циклировании при повышенных температурах и практически не уступает по электрохимическим показателям другим известным катодным материалам.

Созданием механо-нанокомпозита - зерен LiFePO4, окруженных нанокристаллическим углеродом, внедренных в матрицу аморфного углерода - путем карботермического восстановления Fe2O3 с использованием метода механохимической активации, преодолен основной недостаток LiFePO4 - низкая электропроводность (10-9 См/см), что обеспечивает его работоспособность при высоких скоростях заряда-разряда и достижение практической разрядной емкости 150-160 мА·ч/г, близкой к теоретической.

Принципиальная схема процесса синтеза LiFePO4 :
Характеристики механо-нанокомпозита LiFePO4/С:

 

Схема LiFePO4
Микрофотография (СЭМ) LiFePO4
Зарядно-разрядные кривые LiFePO4
Микрофотография (ПЭМ-ВР) LiFePO4
Преимущества данного метода:
  • возможность получения железофосфата лития в наноразмерном состоянии;
  • возможность получения равномерного наноразмерного проводящего углеродного покрытия;
  • возможность совмещения стадии синтеза со стадией поверхностного модифицирования;
  • недорогие исходные реагенты;
  • низкие временные и энерго-затраты на процесс производства;
  • экологические преимущества (отсутствие сточных вод, образующихся при использовании растворных методов)

LiFePO4 является перспективным для использования в гибридных автомобилях и электромобилях, где большое значение имеют цена и безопасность.

Поддержано корпорацией Роснано.
Проект Роснано: «Аккумуляторные батареи. Производство силовых литий-ионных аккумуляторных батарей для экологически чистого автомобильного транспорта»

По вопросам сотрудничества обращаться:

Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
630128, г.Новосибирск, ул.Кутателадзе 18
Телефон: (383) 233-24-10 *1115
Факс: (383) 332-28-47
E-mail:


Возврат к списку