Совместный инновационный центр Наука-Технологии между ENV New Energy Technology Research Institute Co., Ltd и ФГАОУ ВО ?Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого?

История сотрудничества

Сотрудничество между СПбПУ и компанией ENV началось в 2011 году с заключения хозяйственного договора по разработке жидко-фазной технологии получения катодных материалов на основе соединения Li2FeSiO4 для литий-ионных аккумуляторов. Работы в рамках договора успешно выполнены, и были получены результаты заинтересовавшие Китайского партнера. Во время проведения работ по договору с компанией ENV, летом 2012 года, при участии ректора А.И. Рудского, была открыта совместная Российско-Китайская Научно-Исследовательская Лаборатория ?Функциональные материалы?.

В 2014 году совместная научно-исследовательская работа была продолжена в в рамках ?ФЦП Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы мероприятие 2.1 Проведение исследований в рамках международного многостороннего и двустороннего сотрудничества?. Данный проект ?Разработка технологических основ создания перспективных наноматериалов для литий-ионных полимерных аккумуляторов повышенной эффективности? был успешно реализован к концу 2016 года. В рамках выполненного соглашения в 2015 году генеральный директор компании ENV Ван Циншен защитил кандидатскую диссертацию по теме ?Разработка наноструктурированного катодного материала на основе Li2FeSiO4 для литий-ионных аккумуляторов?.

Вручение диплома к.т.н. генеральному директору компании ENV, 2015 год г. Санкт-Петербург.

30 мая 2016 года в Санкт-Петербурге состоялось подписание договора о создании Совместного инновационного центра Наука-Технологии между ENV New Energy Technology Research Institute Co., Ltd и ФГАОУ ВО ?Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого? в результате чего, спустя год, 08 июня 2017 года был торжественно открыт совместный центр в г. Чансин, провинции Джезьян Китайская Народная Республика.

Подписание договора о создании совместного центра Наука-Технологии 30 мая 2016 года, г. Санкт-Петербург
Открытие совместного центра Наука-Технологии, 08 июня 2017 года г. Чансин, провинции Джезьян Китайская Народная Республика.

Данный центр – Наука-Технологии, представляет собой современный научно-технологический центр по синтезу и исследованию материалов, оснащенный оборудованием ведущих мировых производителей с интернациональным исследовательским научным коллективом.

Директор ИММиТ Попович А.А. и директор компании ENV Ван Циншэн в совместном центре Наука-Технологии г. Чансин, провинции Джезьян Китайская Народная Республика.

До 2016 года сфера сотрудничества между ENV и СПбПУ охватывала литий-ионные технологии после создания совместного Центра Наука-Технологии было открыто дополнительно направление по аддитивными технологиям. Так же в октябре 2017 года на базе СПбПУ организована базовая кафедра компании ENV ?Аддитивные технологии и функциональные материалы?, которая будет осуществлять подготовку специалистов в области сотрудничества компании ENV и СПбПУ.

Ключевые направления сотрудничества

  1. Создание нанокомпозиционных электродных материалов на базе оксидных систем переходных металлов с функциональными покрытиями для литии?-ионных аккумуляторов.
  2. Создание тонкопленочных электродов для литий-ионных аккумуляторов.
  3. Разработка технологии получения порошковых сплавов для аддитивного производства.
  4. Разработка системы управления литий-ионным аккумулятором

Основные научные результаты

  1. Установлены принципы повышения электрохимических свойств катодного материала на базе Li2FeSiO4 основанные на:
    • получении аморфного сплава в системе Li2O-SiO2 с минимальным количеством SiO2 после кристаллизации  с целью гомогенного распределения лития;
    • модифицировании аморфных сплавов оксидами V2O5, P2O5, FeO, титаномагнетитом, повышающих эффективность кристаллизации многокомпонентных соединений на основе Li2Fe1-х(Мех)SiO4;
    • применении двухступенчатой термической обработки аморфного сплава с целью получения нанокристаллической структуры;
    • применении механохимического синтеза для допирования Li2FeSiO4 марганцем с целью получения соединения  Li2Fe1-х(Mnx)Si1-y(Vy)O4, обеспечивающего улучшение электрохимических свойств литий-ионного аккумулятора;
    • получении нанокомпозиционного материала Li2Fe1-х(Mnx)Si1-y(Vy)O4+C,  обеспечивающего повышенную электропроводность катодного материала.
  2. Разработана жидкофазная технология получения модифицированного аморфного сплава системы  Li2O-SiO2, позволяющая достичь 100%  аморфизации при охлаждении сплава на воздухе.3. Впервые обнаружено, что модифицирование сплава Li2O +60 мол.% SiO2 оксидом ванадия в количестве 2.5%, выступающего в роли ингибитора кристаллизации, улучшает структуру, фазовый состав соединения на основе Li2FeSi1-y(Vy)O4 и приводит к повышению электрохимических свойств литий-ионного аккумулятора.
  3. С целью оптимизации процесса кристаллизации аморфных сплавов применена математическая модель кинетики кристаллизации аморфных сплавов, позволяющая устанавливать аналитические  зависимости доли кристаллической фазы от температуры и времени термообработки.
  4. Разработана механохимическая технология допирования Li2FeSi1-y(Vy)O4 марганцем, позволяющая достичь 100% выход  Li2Fe1-x(Mnx)Si1-y(Vy)O4.
  5. Определены технологические режимы и параметры получения нанокомпозиционного материала Li2Fe1-x(Mnx)Si1-y(Vy)O4+C, обеспечивающие получение удельной емкости литий-ионного аккумулятора более 190 мAч/г при разности потенциалов 2-4.7В.
  6. Оптимизирована технология получения катода и сборки литий-ионного аккумулятора, обеспечивающая стабильность электрохимических свойств.8. Исследованы закономерности синтеза обогащенных литием слоистых катодных материалов на основе соединений Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2 и Li1.25Ni0.12Co0.12Mn0.51O2, с использованием ацетатов и нитратов металлов методом распыления.
  7. Выявлены закономерности синтеза пассивационных покрытий оксида алюминия с использованием триметилалюминия и деионизованной воды методом молекулярного наслаивания на пористых электродах на основе кобальтата лития.
  8. Разработана методика повышения электрохимических характеристик катодных материалов на основе литированных оксидов переходных металлов c использованием тонких пленок оксида алюминия, нанесенных методом молекулярного наслаивания.
  9. Разработаны научно-технологические основы синтеза тонких пленок оксида олова (IV) методом молекулярного наслаивания с использованием тетраэтилолова и различных окислителей: индуктивно-связанной кислородной плазмы, перекиси водорода, озона.
  10. Предложена методика получения высокоэффективных отрицательных электродов на основе оксида олова для литий-ионных аккумуляторов с использованием технологии молекулярного наслаивания.
  11. Показано влияние технологических параметров синтеза пленок оксида олова методом молекулярного наслаивания с плазменной активацией процесса на морфологию и плотность получаемых покрытий.

Публикационная активность

  1. Wang Q.S., Popovich A.A., Bao Y.-Y.a, Novikov Pavel A., Zheng L.-Y., Razumov Nikolay G., Yang Z.-L., Silin Aleksey O. Thermal stability study of the PVDF-based porous composite separator for polymer lithium battery // Gongneng Cailiao / Journal of Functional Materials. 2014. V. 45, Is. 13. P. 13098-13101+13107.
  2. Попович А.А., Новиков П.А., Силин А.О., Разумов Н.Г., Ван Ц. Синтез нанокристаллического катодного материала Li2FeSiO4/C для литий-ионных аккумуляторов // Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87. № 9. C. 1268-1273.
  3. Попович А.А., Максимов М.Ю., Румянцев А.М., Новиков П.А. Повышение циклического ресурса электродов на основе LiCoO2, применяемых в литий-ионных аккумуляторах // Журнал прикладной химии. 2015.  Т. 88. № 5. С. 898-899.
  4. Novikov Pavel, Silin Alexey, Wang Qingsheng, Popovich Anatoliy. Synthesis of Li2Fe0.5Mn0.5SiO4/C as Cathode Material for Lithium-ion Batteries Using Amorphous Li2SiO3 // Advanced Materials Research. 2015. V. 1120-1121. P. 132-136.
  5. Попович А.А., Новиков П.А., Силин А.О., Разумов Н.Г., Максимов М.Ю., Ван Ц. Применение полиметилметакрилата в катодных материалах литий-ионных аккумуляторов // Журнал прикладной химии. 2015. Т. 88. № 10. C. 1633-1636.
  6. Попович А.А., Максимов М.Ю., Новиков П.А., Силин А.О., Назаров Д.В., Румянцев А.М. Синтез и циклическая стабильность анодного материала на основе оксида олова (IV) для тонкопленочных источников тока // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. № 4. C. 679-681.
  7. Попович А.А., Максимов М.Ю., Назаров Д.В., Новиков П.А., Силин А.О., Шамшурин А.И. Получение оксида олова (IV) при низких температурах для тонкопленочных литиевых источников тока // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. № 5. C. 805-808.
  8. Попович А.А., Максимов М.Ю., Силин А.О., Новиков П.А., Коштял Ю.М., Румянцев А.М. Синтез и свойства катодного материала Li1,17Ni0,12Co0,13Mn0,58O2 для литий-ионных аккумуляторов // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. № 10. C. 1607-1611.
  9. Nazarov D.V., Maximov M.Yu., Novikov P.A., Popovich A.A., Silin A.O., Smirnov V.M., Bobrysheva N.P., Osmolovskaya O.M., Osmolovsky M.G., Rumyantsev A.M. Atomic layer deposition of tin oxide using tetraethyltin to produce high-capacity Li-ion batteries // Journal of Vacuum Science and Technology A: Vacuum, Surfaces and Films. 2017. V. 35. Is. 1. Article number 01B137.
  10. Maximov M., Novikov P., Rymyantsev A., Koshtyal Y., Nazarov D., Silin A., Popovich A. Application of atomic layer deposition in Li-ion batteries // NANOCON 2016 - Conference Proceedings, 8th International Conference on Nanomaterials - Research and Application. – 2016. P. 296-302.
  11. Nazarov D.V., Maximov M.Y., Novikov P.A., Popovich A.A., Smirnov V.M. Atomic layer deposition of tin oxide nanofilms using tetraethyltin // 14th International Baltic Conference on Atomic Layer Deposition, BALD 2016 – Proceedings. – 2017. Article number 7886523, P. 9-12.

Перспективы сотрудничества

В 2018 году в г. Чансин, провинции Джезьян Китайская Народная Республика планируется открытие первой очереди фабрики по производству литий-ионных аккумуляторов, проектная мощность которой составит 500 млн. Ач/год. В перспективе, на базовой кафедре СПбПУ ?Аддитивные технологии и функциональные материалы? планируется организация учебно-производственного центра, где будет осуществляться подготовка кадров международного уровня для будущей работы на фабриках компании ENV.

На церемонии "закладки" фабрики по производству литий-ионных аккумуляторов

Контакты:

Генеральный директор:
Заместитель директора:
五月天在线视频国产在线,五月天婷五月天综合网,五月天网站