The object of research, development or design (in Russian) : Разработка масштабируемого синтеза легированных наноструктурированных катодных материалов на основе LiFePO4 для литий-ионных аккумуляторов, включая оптимизацию твердофазного механохимического процесса, внедрение легирующих элементов и исследование их влияния на структуру и электрохимические свойства.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Литий-ионды аккумуляторлар үшін LiFePO4 негізіндегі легирленген наноқұрылымды катодтық материалдардың ауқымдандырылатын синтезін әзірлеу, оның ішінде қатты фазалық механохимиялық процесті оңтайландыру, легирлеуші элементтерді енгізу және олардың құрылым мен электрохимиялық қасиеттерге әсерін зерттеу.

Aim of work (in Russian) : Создание эффективной и экономичной технологии двухэтапного твердофазного синтеза многоэлементно легированных катодных материалов LiFePO4 с улучшенными электрохимическими характеристиками для применения в литий-ионных аккумуляторах.

Aim of work (in Kazakh) : Литий-ионды аккумуляторларда қолдануға арналған жетілдірілген электрохимиялық сипаттамалары бар көп элементті легирленген LiFePO4 катодтық материалдарын екі сатылы қатты фазалық синтездің тиімді әрі үнемді технологиясын жасау.

Методы исследования (на русском) : РФА, РФЭС, ТГА-ДСК, СЭМ, СЭМ-ЭДС, ТЭМ, циклическая вольтамперометрия, гальваностатическое заряд-разрядное тестирование.

Методы исследования (на казахском) : РФА, РФЭС, ТГА-ДСК, СЭМ, СЭМ-ЭДС, ТЭМ, циклдік вольтамперометрия, гальваностатикалық заряд-разряд сынақтары.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизна заключается в разработке масштабируемой технологии твердофазного механохимического синтеза наноструктурированных катодов LiFePO4/С с многоэлементным легированием (Ni, Zn, Na, Mn, Cr, F), обеспечивающим повышение электропроводности, структурной стабильности и энергоёмкости материала. Оптимизирован синтез LiFePO4/С с использованием планетарной шаровой мельницы и обжига в атмосфере аргона, что позволило получить оливинную структуру с наночастицами 70–200 нм и ёмкостью 150–160 мАч/г при 0,1С. Определена оптимальная концентрация легирующих элементов для состава LiFe0.98Ni0.01Zn0.01PO4/С, продемонстрировавшего лучшую обратимость и кулоновскую эффективность ~99 % при 100 циклах.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жаңалығы – электропроводтылықты, құрылымдық тұрақтылықты және энергия сыйымдылығын арттыратын көп элементті легирлеуді (Ni, Zn, Na, Mn, Cr, F) қамтитын наноқұрылымды LiFePO4/С катодтарының қатты фазалық механохимиялық синтезінің ауқымдандырылатын технологиясын әзірлеу. Аргон атмосферасындағы күйдірумен және планетарлық шарлы диірменді қолданумен LiFePO4/С синтезі оңтайландырылды. Нәтижесінде өлшемі 70–200 нм болатын нанобөлшектерден тұратын оливин құрылымы алынды, оның сыйымдылығы 0,1С жылдамдығында 150–160 мАсағ/г құрады. LiFe0.98Ni0.01Zn0.01PO4/С құрамында легирлеуші элементтердің оңтайлы концентрациясы анықталып, 100 цикл ішінде ~99 % кулондық тиімділік пен жоғары қайтымдылық көрсетілді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Показатели емкости: Синтезированные наночастицы нелегированного LiFePO4/C достигли емкости около 140 мАч/г при скорости заряда-разряда 0,1С. Легирование металлами, такими как Zn и Ni, повысило емкость до 160 мАч/г для LiFeZnPO4/C и до 150 мАч/г для LiFeNiPO4/C.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Сыйымдылық көрсеткіштері: Легирленбеген LiFePO4/C синтезделген нанобөлшектері заряд-разряд жылдамдығы 0,1С болғанда, шамамен 140 мАч/г сыйымдылыққа жетті. Zn және Ni сияқты металдармен легирлеу сыйымдылықты LiFeZnPO4/C үшін 160 мАч/г дейін, ал LiFeNiPO4/C үшін 150 мАч/г дейін арттырды.

Level of implementation (in Russian) : Не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Эффективность проекта оценивается как высокая: разработанные катоды LiFePO4/С с многоэлементным легированием (Ni, Zn, Na, Mn, Cr, F) демонстрируют высокую электропроводность, структурную стабильность и энергоёмкость, обеспечивая кулоновскую эффективность около 99 % и сохранение более 90 % ёмкости после 100 циклов. Полученная оливинная структура с наночастицами 70-200 нм обеспечивает равномерное распределение ионов и улучшенный перенос заряда. Применение механохимического твердофазного синтеза с последующим обжигом в атмосфере аргона позволило разработать масштабируемую и экономически эффективную технологию, обеспечивающую ёмкость 150-160 мА ч/г при 0,1С. Экономическая эффективность проекта проявляется в потенциале снижения себестоимости производства катодов, сокращении энергозатрат и увеличении срока службы литий-железо-фосфатных аккумуляторов, что повышает их конкурентоспособность и привлекательность для промышленного внедрения.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның тиімділігі жоғары деп бағаланады: әзірленген LiFePO4/С катодтары көпэлементті легирлеумен (Ni, Zn, Na, Mn, Cr, F) ерекшеленіп, жоғары электрөткізгіштікке, құрылымдық тұрақтылыққа және энергия сиымдылығына ие. Олар шамамен 99 % кулондық тиімділікті және 100 циклдан кейін 90 %-дан астам сиымдылықты сақтауды қамтамасыз етеді. Алынған 70-200 нм өлшемді нанобөлшектері бар оливин құрылымы иондардың біркелкі таралуын және заряд тасымалының жақсаруын қамтамасыз етеді. Аргон атмосферасындағы күйдірумен бірге механохимиялық қаттыфазалы синтезді қолдану нәтижесінде масштабталатын және экономикалық тұрғыдан тиімді технология әзірленді, ол 0,1С кезінде 150-160 мА сағ/г сиымдылығын қамтамасыз етеді. Жобаның экономикалық тиімділігі катод өндірісінің өзіндік құнын төмендету, энергия шығынын азайту және литий-темір-фосфатты аккумуляторлардың қызмет мерзімін ұлғайту әлеуетінде көрініс табады, бұл олардың бәсекеге қабілеттілігі мен өнеркәсіптік қолдануға тартымдылығын арттырады.

Field of application (in Russian) : Литий-ионные аккумуляторы, разработка и оптимизация технологий синтеза многоэлементно легированных катодных материалов LiFePO4.

Field of application (in Kazakh) : Литий-ионды аккумуляторлар, көп элементті легирленген LiFePO4 катодтық материалдарын синтездеу және оңтайландыру технологияларын әзірлеу.