Новые технологии и наноматериалы для малогабаритных литий-ионных аккумуляторов с высокой удельной энергоемкостью и мощностью

Содержание

Слайд 2

АККУМУЛЯТОРЫ ЭНЕРГИИ: РАСПОЛОЖЕНИЕ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ

Начальные этапы обеспечивают лучшие возможности для:
Инноваций
Дифференциации продукта
Интеллектуальной

АККУМУЛЯТОРЫ ЭНЕРГИИ: РАСПОЛОЖЕНИЕ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ Начальные этапы обеспечивают лучшие возможности для:
собственности

время

зрелость продукта

Никель-
Кадмиевые
батареи

Водородные топливные элементы

Твердооксидные
топливные
элементы

Твердые
литиевые
батареи

начальный этап

рост

зрелость

спад

Необходимость улучшения тонкопленочных технологий

Литий-ионные батареи

Никель-Метал-
гибридный

Свинцово-
Кислотная
батарея

Тонкопленочные литиевые батареи

Высокие технические риски/компенсация

Литий-
Воздушные
батареи

Слайд 3

ДИНАМИКА РЫНКА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Динамика продаж аккумуляторов по сферам применения

Динамика продаж аккумуляторов

ДИНАМИКА РЫНКА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Динамика продаж аккумуляторов по сферам применения Динамика продаж
по видам

Продажи батарей в мире, МВт*ч, 1994-2009

Мировой рынок тонкопленочных аккумуляторов по видам их применения, млн.$

Рынок аккумуляторных батарей, 2005-2020 млн. $

Слайд 4

МАЛОГАБАРИТНЫЕ LI-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ: ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ

Основные проблемы:
- увеличение удельной энергоемкости,

МАЛОГАБАРИТНЫЕ LI-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ: ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ Основные проблемы: - увеличение удельной
токов разряда
- расширение температурного интервала работоспособности
увеличение срока службы (кол-во циклов заряд-разряд)

Масса от 50 до 500 г
Энергоемкость 2 – 10 Ач

Масса 0,2 - 1 г
Энергоемкость ≤1мАч

Масса 1– 5 г
Энергоемкость 10 – 50 мАч

Тонкопленочные

Миниатюрные

Малогабаритные

Источники питания смарт-карт,
миниатюрных автономных датчиков

Устройства специального
назначения, датчики,
средства связи

Гибридные электромобили,
роботы, беспилотная авиация,
спецтехника
- снижение стоимости
изделий

Слайд 5

ОЖИДАЕМЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОДУКТОВ

Высокая удельная
энергоемкость

Большие токи
разряда

Большой срок
службы

Обеспечивается уникальными свойствами разрабатываемых
новых анодных

ОЖИДАЕМЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОДУКТОВ Высокая удельная энергоемкость Большие токи разряда Большой срок службы
и катодных наноматериалов
(Интеркаляционная емкость a-Si, > 2500 мАч; LiCoO2,
LiFePO4, > 250 мАч/г).

Обеспечиваются малыми размерами и большой удельной
поверхностью (>1000 м2/г) наночастиц анодного и катодного
материалов.

Возможность многократного циклирования заряд- разряд
(> 1000 циклов) обеспечивается структурой электродов -
композиты из наночастиц активного материала в смеси с углеродными материалами.

Слайд 6

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

Специальная и военная техника:
- экипировка тех. служб

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ Специальная и военная техника: - экипировка тех. служб
и военных
- средства связи и технической разведки,
- приборы ночного видения,
- наземная и подводная робототехника,
- беспилотная авиация, микроспутники

Гражданская техника:
- гибридные электромобили,
- смарт-карты
- телекоммуникационное оборудование
- электроинструмент
- имплантаты и кардио-стимуляторы

Ожидается экономический эффект от:
- реализации широкого спектра продуктов(батареи пластиковых карт, имплантатов,
электронных устройств, гибридных автомобилей и т.д.),
- трансфера технологий, разработанных в результате проведения ОКР,
- продажи лицензий.

Слайд 7

технологические параметры выбираются так, чтобы обеспечить:           - генерирование микро-капель на поверхности

технологические параметры выбираются так, чтобы обеспечить: - генерирование микро-капель на поверхности мишени
мишени и их             попадание в область плазмы           - заряд капель в плазме и последующего деления заряженных капель             на наночастицы

ЛАЗЕРНОЕ ЭЛЕКТРОДИСПЕРГИРОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО АМОРФНОГО КРЕМНИЯ И ДРУГИХ АМОРФНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ:

Основным процессом получения наноструктурированных аморфных материалов является электродиспергирование:

Слайд 8

Изменение емкости тонкопленочных электродов из аморфного гидрогенизированного кремния по сравнению с обычными

Изменение емкости тонкопленочных электродов из аморфного гидрогенизированного кремния по сравнению с обычными графитового электрода
графитового электрода

Слайд 9

Li


5 В

4 В

3 В

Углерод

MexOy

Si

Li4Ti5O12

Sn

LiMePO4 (Me=Mn, Ni, Co, Cr)

Si/C композиты

Графит

Отрицательные электроды

Положительные

Li 5 В 4 В 3 В Углерод MexOy Si Li4Ti5O12 Sn
электроды

LiFePO4

Оксиды ванадия

LiMn2-xMexO4 (Me=Mn, Co, Cr, Ni, Al)

LiCo1-xMeO2 (Me=Co, Ni, Cr, Al)

Диаграмма электродных материалов ЛИА

Слайд 10

Емкостные характеристики различных
электрохимических систем

Емкостные характеристики различных электрохимических систем
Имя файла: Новые-технологии-и-наноматериалы-для-малогабаритных-литий-ионных-аккумуляторов-с-высокой-удельной-энергоемкостью-и-мощностью.pptx
Количество просмотров: 127
Количество скачиваний: 2