The object of research, development or design (in Russian) : Объектами исследования являются трехмерный (3D) анод, многослойный композитный гель-полимерный электролит (КГПЭ) предназначенные для литий-ионных батарей.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны – литий-ионды батареяларға арналған үш өлшемді (3D) анод, көп қабатты композициялық гель-полимерлі электролит (КГПЭ).

Aim of work (in Russian) : Цель исследования в 2023-2025 годах заключалась в синтезе многослойного КГПЭ с улучшенными характеристиками для 3D литий-ионных батарей для обеспечения новаторских исследований интерфейсных процессов между анодом и КГПЭ во время циклирования.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты – 2023-2025 жылдардағы мақсаты 3D литий иондық батарейлерге арналған жетілдірілген сипатаммалары бар көпқабатты композитті гель-полимерлі электролитті (КГПЭ) синтездеу және циклдеу барысында анод пен КГПЭ арасындағы интерфейстік үдерістерді жаңа зерттеулерді қамтамассыз ету болды.

Методы исследования (на русском) : Структура и морфология синтезированных соединений изучались с использованием следующих методов: рентгеновский дифракционный анализ (РДА), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (ИСПФ), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС). Электрохимические характеристики образцов исследовали с использованием пуговичных батареек CR2032, собранных в заполненном аргоном перчаточном боксе для исключения окисления компонентов. Электрохимическое тестирование проводилось методом гальваностатического цикоирования в диапазоне потенциалов от 0,05 до 2,5 В отн. Li/Li+. Для расчёта тока использовалась масса оксида металла.

Методы исследования (на казахском) : Синтезделген қосылыстардың құрылымы мен морфологиясы келесі әдістер арқылы зерттелді: рентгендік дифракциялық талдау (РДТ), сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ), Фурье түрлендірулі инфрақызыл спектроскопия (ФТ-ИКС) және рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (РФЭС). Үлгілердің электрохимиялық қасиеттері құрамдас бөліктердің тотығуын болдырмау үшін аргонмен толтырылған қолғап қорабында жиналған CR2032 типті түймелі батареялар арқылы зерттелді. Электрохимиялық сынақтар 0,05–2,5 В потенциал диапазонында Li/Li⁺ жұбына қатысты гальваностатикалық циклдеу әдісімен жүргізілді. Токты есептеу кезінде металл оксидінің массасы ескерілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В 2023-2025 годах были проведены работы, направленные на создание и исследование анода 3D структурой, многослойного композитного гель-полимерного электролита для литий-ионных батарей. В рамках исследования был синтезирован 3D анод Zn/ZnO@C методом термического окисления с последующим углеродным покрытием, что обеспечило улучшенную структурную стабильность. Был успешно получен многослойный КГПЭ на основе PVDF-HFP с добавлением нанонаполнителя SiO₂ методом электрофоретического осаждения. Полученный Ni/NiO@PVDF-HFP/SiO₂ показал стабильные электрохимические характеристики и высокую кулоновскую эффективность при длительном циклировании, что демонстрирует перспективность предложенных 3D анодов и КГПЭ. Проведено моделирование взаимодействия электролита с поверхностью анода, а также распределение Li+ в структуре КГПЭ. Научная новизна проекта заключается в разработке многослойного КГПЭ на основе полимеров с послойной структурой и повышенной ионной проводимостью за счет введения наноразмерных наполнителей; применении метода электрофоретического осаждения для формирования однородного многослойного покрытия без дефектов на 3D электродах с подбором полимеров по критерию гибкости, высокой проводимости и механической прочности.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 2023-2025 жылдары литий-ионды аккумуляторларға арналған көп қабатты композициялық гель-полимерлі электролит-3D анодты құрылыммен құруға және зерттеуге бағытталған жұмыстар жүргізілді. Зерттеу аясында 3D Zn/ZnO@C анодын көміртегімен қапталған термиялық тотығу әдісімен синтезделді бұл жақсартылған құрылымдық тұрақтылықты қамтамасыз етті. PVDF-HFP негізіндегі көп қабатты КГПЭ электрофоретикалық тұндыру әдісімен SiO₂ наноқоспасын қосу арқылы сәтті алынды. Алынған Ni/NiO@PVDF-HFP/SiO₂ тұрақты электрохимиялық өнімділікті және ұзақ мерзімді циклде жоғары кулондық тиімділікті көрсетті, бұл ұсынылған 3D анодтар мен КГПЭ перспективаларын көрсетеді. Сондай-ақ, электролиттің беткі анодпен өзара әрекеттесуі, сондай-ақ КГПЭ құрылымында Li+ таралуы модельденген. Жобаның жаналығы наноөлшемді толықтырғыщтарды енгізу арқылы жоғарғы иондық өткізгіштігі бар полимер негізінде көпқабатты КГПЭ әзірлеу болып табылады; иілгіштік, жоғары өткізгіштік және механикалық беріктік критерийлері бойынша полимерлерді іріктей отырып, 3D-электродтарда ақаусыз біртекті көп қабатты жабынды қалыптастыру үшін электрофоретикалық тұндыру әдісін қолдану.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Значимость работы заключается в том, что для получения трехмерных полмерных электролитов был успешно применен метод электрофоретического осаждения. Разработанный способ позволяет легко и равномерно осаждать электролит на трехмерные поверхности катодов и анодов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жұмыстың маңыздылығы үш өлшемді полимерлі электролиттерді алу үшін электрофоретикалық тұндыру әдісінің сәтті қолданылуында жатыр. Әзірленген әдіс электролитті катодтар мен анодтардың үш өлшемді беттеріне біркелкі және оңай түрде тұндыруға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Жүзеге асырылмаған

Efficiency (in Russian) : Эффективность полученных результатов заключается в том, что были разработаны материалы с улучшенными характеристиками, их достоверность подтверждается положительными рецензиями, полученными для опубликования результатов. Будущее использование этих материалов в устройствах хранения энергии будет более эффективным в плане энергоемкости, энергомощности, температурных режимов и безопасности. Были опубликованы две статьи: одна в зарубежном журнале, индексируемых в Web of Science и Scopus (Q1, процентиль - 99%), а также одна статья в отечественном журнале, рекомендуемом ККСНВО МНВО РК.

Efficiency (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің тиімділігі жақсартылған қасиеттері бар материалдардың әзірленуінде көрініс табады, олардың дәлдігі нәтижелерді жариялау үшін алынған оң рецензиялармен расталады. Болашақта бұл материалдарды энергия сақтау құрылғыларында пайдалану энергия сыйымдылығы, қуаттылығы, температуралық тұрақтылығы және қауіпсіздігі тұрғысынан неғұрлым тиімді болады. Екі мақала жарияланды: біреуі Web of Science және Scopus дерекқорларында индекстелетін шетелдік журналда (Q1, перцентиль – 99%), сондай-ақ бір мақала ҚР БҒМ Ғылым және жоғары білім комитетінің БҒСБК ұсынған отандық журналда жарық көрді.

Field of application (in Russian) : Энергетика, высокоемкостные аккумуляторы для возобновляемых источников энергии, электрического транспорта и электроники, новые материалы.

Field of application (in Kazakh) : Энергия, жаңартылатын энергия көздері, электр көлігі мен электроникаға арналған жаңа сыйымдылықты батареялар, жаңа материалдар.