The object of research, development or design (in Russian) : Наноразмерные халькогенидные материалы для катодов натрий-ионных аккумуляторов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Натрий-ионнды аккумулятордың катодтарына арналған наноөлшемді халькогенидті материалдар.

Aim of work (in Russian) : Разработка методики синтеза высокоемких электродных материалов для натрий-ионных аккумуляторов.

Aim of work (in Kazakh) : Натрий-ионнды аккумулятор үшін арналған жоғары сыйымдылықты электродты материалдарды синтездеу әдістемесін әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Методы сбора исходной информации – изучение обзоров по теме исследований, постоянный анализ новых публикаций. Источники информации – научные статьи в реферируемых международных журналах и патенты. В качестве методов получения материалов использованы ампульный твердофазный синтез, золь-гель метод, низкотемпературный синтез в щелочной среде, холодное и горячее прессование и другие. В качестве способов управления свойствами получаемых материалов будут использованы легирование и замещение, кулонометрическое титрование по ионам меди и сульфидов, наноструктуризация и термообработка. Для аттестации полученных материалов планируется использование рентгеновского дифракционного анализа, сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии, металлографии, дифференциальной сканирующей калориметрии, рентгеновского флюоресцентного анализа и другие. Формирование катода и измерение его характеристик (ионная и электронная проводимость, вольтамперные и разрядные кривые, удельная энергоемкость, количество циклов перезаряда).

Методы исследования (на казахском) : Ақпаратты жинау әдістері - зерттеу тақырыбы бойынша зерттеу саласы бойынша шолуларды, жаңа басылымдарды талдау. Ақпарат көздері - халықаралық мақалалардағы ғылыми мақалалар және патенттер. Алынатын материалдардың қасиеттерін басқару тәсілі ретінде легірлеу, алмастыру, мыс пен сульфид иондары бойынша кулонометриялық титрлеу, наноқұрылымдау және термоөңдеу пайдаланылатын болады Материалдарды алу әдістері ретінде ампулалы қатты фазалы синтез, золь-гель әдісі, сілтілі ортадағы төмен температуралы синтез, суық және ыстық престеу және басқалары пайдаланылған болады. Материалды аттестациялау үшін – рентгенофазалық талдау, элементтік энергодисперсиялық анализі бар электрондық микроскопия, дифференциалды сканерлейтін калориметрия сияқты әдістері қолданылатын болады. Катодты қалыптастыру және оның сипаттамаларын өлшеу (ионды және электронды өткізгіштігі, вольтамперлік және разрядтық қисықтар, меншікті энергия сыйымдылығы, қайта зарядтау циклдарының саны). Электрондық және иондық өткізгіштікті, электрондық және иондық термо-э.қ.к. коэффициенттерін, химиялық диффузия және өздік диффузия коэффициенттерін өлшеу үшін сәйкес электрондық-иондық фильтрлері мен зондтары бар ұяшықтар қолданылатын болады. өткізгіштікті көрсетеді

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведен анализ современного состояния проблем синтеза высокоэнергоемких электродных материалов для натрий-ионных аккумуляторов. Выявлена перспективность использования халькогенидов металлов в качестве электродных материалов для натрий-ионных аккумуляторов. Выбрана обоснованная концепция получения новых халькогенидных объемных наноразмерных сульфидов Cu2-xS, перспективных для использования в качестве в качестве катодных материалов. Разработана методика синтеза нанопластинок Cu2-xS. Проведены синтез и аттестация высокоемкого наноразмерного катодного материала с натрий-ионной проводимостью на основе суперионного сульфида меди. Сформированы катоды и проведены измерения его физических и электрохимических характеристик. Проведена коррекция методик синтеза материала и формирования катода для повышения качества технических характеристик. Составлены рекомендации по коммерциализации результатов. Составлен итоговый отчет по НИР, включающий анализ проблем синтеза высокоэнергоемких электродных материалов на основе халькогенидов для натрий-ионных аккумуляторов, описание применяемых методик и полученных экспериментальных результатов по аттестации материалов методами рентгенофазового анализа, электронной микроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и электрохимии, рекомендации по коммерциализации результатов.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Натрий-ионды аккумуляторларға арналған жоғары энергияны қажет ететін электрод материалдарын синтездеу мәселелерінің қазіргі жағдайына талдау жүргізілді. Металл халькогенидтерін натрий-ионды аккумуляторлар үшін электрод материалдары ретінде пайдалану перспективасы анықталды. Катодты материалдар ретінде пайдалануға перспективалы жаңа халькогенидті көлемді наноөлшемді Cu2-xS сульфидтерін алудың негізделген тұжырымдамасы таңдалды. Cu2-xS нанопластинкаларын синтездеу әдісі жасалды. Cуперионды мыс сульфидінің негізінде натрий-ионды өткізгіштігі бар, жоғары сыйымды наноөлшемді катодты материалды синтездеу және аттестаттау жүргізілді. Катодтар синтезделіп, олардың физикалық және электрохимиялық сипаттамалары өлшенді. Техникалық сипаттамалардың сапасын арттыру үшін материалды синтездеу және катодты қалыптастыру әдістемелеріне түзету жүргізілді. Нәтижелерді коммерцияландыру бойынша ұсыныстар жасалды. Натрий-ионды аккумуляторларға арналған халькогенидтер негізінде жоғары энергияны қажет ететін электродтық материалдарды синтездеу проблемаларын талдауды, рентгенофазалық сараптау, электрондық микроскопия, дифференциалды сканерлеу калориметриясы және электрохимия әдістерімен материалдарды аттестаттау бойынша қолданылатын әдістемелер мен алынған эксперименттік нәтижелердің сипаттамасын, нәтижелерді коммерцияландыру жөніндегі ұсынымдарды қамтитын ҒЗЖ бойынша қорытынды есеп жасалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Идеальный катод для практической реализации должен обладать следующими свойствами: 1) внедрять в себя большое количество щелочных ионов (высокая удельная емкость); 2) показывать высокий окислительно-восстановительный потенциал (высокая э.д.с.); 3) сохранять конструктивную целостность при циклировании (длительный срок службы); 4) иметь большой коэффициент диффузии для ионов Na+ и высокую электронную проводимость (хорошие скоростные характеристики); 5) обладать высокой химической и термической стабильностью, хорошей совместимостью с электролитами (безопасность и сохраняемость); 6) доступностью сырья и легкостью синтеза, экологичностью и дешевизной.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Практикалық іске асыру үшін арналған мінсіз катод келесі қасиеттерге ие болуы керек: 1) сілтілі иондардың көп мөлшерін өзіне енгізе алуы (меншікті сыйымдылығы жоғары); 2) жоғары тотығу-тотықсыздану потенциалын көрсету (жоғары э.қ.к.); 3) циклдеу кезінде құрылымдық тұтастықты сақтау (ұзақ қызмет ету мерзімі); 4) Na+ иондары үшін үлкен диффузия коэффициенті және жоғары электр өткізгіштігіне ие болуы (жылдамдықтың жақсы сипаттамалары); 5) жоғары химиялық және термиялық тұрақтылыққа, электролиттермен жақсы үйлесімділікке ие болуы (қауіпсіздік және сақтау); 6) шикізаттың қол жетімділігі және синтездің қарапайымдылығы, қоршаған ортаға зиянсыздығы және арзан құны.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : Область применения – высокоемкие электродные материалы для нового типа химических источников тока – натрий-ионных аккумуляторов, работающих при комнатной температуре. Целевые потребители – компании, производящие аккумуляторы для ноутбуков, смартфонов и другой электронной техники, а также для электротранспорта.

Field of application (in Kazakh) : Қолданылу саласы – сыйымдылығы жоғары электродты материалдар – бөлме температурасында жұмыс жасайтын жаңа химиялық тоқ көзі болып табылатын – натрий-ионды аккумуляторларда қолданылады. мақсатты тұтынушы – ноутбуктер, смартфондар және басқа электрлік техника үшін сонымен қатар электрлі көліктер үшін аккумуляторлар өндіретін компаниялар.