The object of research, development or design (in Russian) : Электрохимические системы накопления энергии с высокой энергоемкостью на основе композитов полианионных катодов и анодов на основе Ge с углеродными нановолокнами

The object of research, development or design (in Kazakh) : Полианион катодтар мен Ge негізіндегі анодтардың наноталшықты көміртегімен композиттерінің негізіндегі энергия сыйымдылығы жоғары электрохимиялық энергия сақтау жүйелері

Aim of work (in Russian) : Разработка нановолокнистых полианионных катодов и легированных анодных материалов на основе Ge для улучшения электрохимических свойств литий-ионных аккумуляторов как электрохимических систем хранения энергии, совместимых с альтернативными источниками энергии. Кроме того, проект направлен на получение новых фундаментальных знаний, необходимых для дальнейшей разработки подобных материалов.

Aim of work (in Kazakh) : Баламалы энергия көздерімен үйлесімді электрохимиялық энергия сақтау жүйелері ретінде литий-ионды аккумуляторлардың электрохимиялық қасиеттерін жақсарту үшін наноталшықты полианионды катодтар мен Ge негізіндегі легирленетін анод материалдарын әзірлеу. Сонымен қатар, осындай материалдарды одан әрі дамытуға қажетті жаңа іргелі білім алу да мақсат етіледі.

Методы исследования (на русском) : Кристаллические фазы образцов были идентифицированы с помощью рентгеноструктурного анализа (XRD, Miniflex, Rigaku). Химические связи и взаимодействия были анализированы с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS, NEXSA, Thermo Scientific) с монохроматическим источником Al Kα, работающим при 25 кВ и 10 мА. Структура углерода анализировали методом Рамановской спектроскопии (Raman Spectroscopy & AFM Combined System - LabRAM, Horiba). Содержание углерода, водорода и азота в конечных образцах было определено с помощью анализатора элементов (CHNS, Elementar, Vario Micro Cube). Морфология образца наблюдалось с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ, Carl Zeiss, Crossbeam 540) и энергодисперсионной спектроскопии (EDS) при 30 кВ. Микроструктура образцов была характеризована с помощью просвечивающей электронной микроскопии (TEM, JEOL JEM-1400 Plus). Электрохимические свойства образцов оценивались с использованием пуговичных батарей CR2032. Гальваностатические испытания заряда-разряда были проведены с использованием многоканальных тестеров аккумуляторов (BTS4000 Neware). Циклическая вольтаметрия и измерения спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) были выполнены с использованием потенциостата/гальваностата VMP3 (Biologic).

Методы исследования (на казахском) : Үлгілердің кристалдық фазалары рентгендік дифракциялық талдау (XRD, Miniflex, Rigaku) арқылы анықталды. Химиялық байланыстар мен молекулалардың өзара әрекеттесуі 25 кВ пен 10 мА-да істейтін монохромды Al Kα көзі қолданылған рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS, NEXSA, Thermo Scientific) көмегімен зерттелді. Көміртек құрылымы Раман спектроскопиясы арқылы талданды (Raman Spectroscopy & AFM Combined System - LabRAM, Horiba). Ал композиттердегі көміртегінің массалық үлесі элементтер талдауышы (CHNS, Elementar, Vario Micro Cube) арқылы анықталды.Үлгінің морфологиясы сканерлеуші электрондық микроскоп (СЭМ, Carl Zeiss, Crossbeam 540) және 30 кВ-тық энергетикалық дисперсиялық спектроскопия (EDS) көмегімен бақыланды. Үлгілердің микроқұрылымы трансмиссиялық электронды микроскопия (ТЭМ, JEOL JEM-1400 Plus) арқылы сипатталды. Үлгілердің электрохимиялық қасиеттері бөлме температурасында түйме тәрізді CR2032 батареялары көмегімен зерттелді. Гальваностатикалық заряд-разряд сынақтары көп арналы аккумулятор сынағыштарында (BTS4000 Neware) жүргізілді. Циклдік вольтамметрия мен электрохимиялық импеданс спектроскопиясын (EIS) өлшеу VMP3 потенциостат/гальваностат (Biologic) көмегімен орындалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Впервые методом электоспиннинга из раствора получены свободностоящие углеродные нановолокнистые композиты полианионных катодов LiCoPO4 и LiNiPO4 и анодов на основе Ge. Для получения необходимых материалов были всесторонне оптимизированы параметры процесса синтеза и изучено их влияние на физико-химические свойства. Полученные материалы проявили электрохимическую активность по отношению к ионам лития.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алғаш рет электроспиннинг әдісімен ерітіндіден полианионды LiCoPO4 пен LiNiPO4 катодтары мен Ge негізіндегі анодтардың көміртегімен қапталған дербес наноталшықты композиттері алынды. Қажетті материалдарды алу үшін синтез процесінің параметрлері жан-жақты оңтайландырып, олардың физика-химиялық қасиеттерге әсері зерттелді. Алынған материалдар литий иондарына қатысты электрохимиялық белсенділік көрсетті.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Не предусмотрено

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Қарастырылмаған

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Предложенный метод синтеза был высокоэффективен при разработке композитов на основе полианионных катодов и соединений германия в качестве анода. Разработанные материалы проявили высокую энергоэффективность в качестве электродных материалов для литий-ионных аккумуляторов.

Efficiency (in Kazakh) : Ұсынылған синтез әдісі поливнионды катодтар мен германий қосылыстары негізіндегі анодтарды жасауда жоғары тиімді болды. Әзірленген материалдар литий-иондық аккумуляторларға арналған электрод материалдары ретінде жоғары энергия тиімділігін көрсетті.

Field of application (in Russian) : Высокоемкостные, гибкие системы хранения энергии для носимой и портативной электроники.

Field of application (in Kazakh) : Сыйымдылығы жоғары, киілетін және портативті электроникаға арналған иілгіш энергия сақтау жүйелері.