Your SlideShare is downloading. ×
  • Like
Презентация проекта литий-ионных аккумуляторов
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Now you can save presentations on your phone or tablet

Available for both IPhone and Android

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Презентация проекта литий-ионных аккумуляторов

  • 3,350 views
Published

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
3,350
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1

Actions

Shares
Downloads
42
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И НАНОМАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГОЕМКОСТЬЮ И МОЩНОСТЬЮ
  • 2. АККУМУЛЯТОРЫ ЭНЕРГИИ : РАСПОЛОЖЕНИЕ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ
      • Начальные этапы обеспечивают лучшие возможности для:
        • Инноваций
        • Дифференциации продукта
        • Интеллектуальной собственности
    время зрелость продукта Никель- Кадмиевые батареи Водородные топливные элементы Твердооксидные топливные элементы Твердые литиевые батареи начальный этап рост зрелость спад Необходимость улучшения тонкопленочных технологий Литий-ионные батареи Никель-Метал- гибридный Свинцово- Кислотная батарея Тонкопленочные литиевые батареи Высокие технические риски/компенсация Литий- Воздушные батареи
  • 3. ДИНАМИКА РЫНКА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Динамика продаж аккумуляторов по сферам применения Динамика продаж аккумуляторов по видам Продажи батарей в мире, МВт*ч, 1994-2009 Мировой рынок тонкопленочных аккумуляторов по видам их применения, млн.$ Рынок аккумуляторных батарей, 2005-2020 млн. $
  • 4. МАЛОГАБАРИТНЫЕ LI- ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ: ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ
    • Основные проблемы:
    • - увеличение удельной энергоемкости, токов разряда
    • - расширение температурного интервала работоспособности
    • увеличение срока службы (кол-во циклов заряд-разряд)
    Масса от 50 до 500 г Энергоемкость 2 – 10 Ач Масса 0,2 - 1 г Энергоемкость  1мАч Масса 1– 5 г Энергоемкость 10 – 50 мАч Тонкопленочные Миниатюрные Малогабаритные Источники питания смарт-карт, миниатюрных автономных датчиков Устройства специального назначения, датчики, средства связи Гибридные электромобили, роботы, беспилотная авиация, спецтехника - снижение стоимости изделий
  • 5. ОЖИДАЕМЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОДУКТОВ Высокая удельная энергоемкость Большие токи разряда Большой срок службы Обеспечивается уникальными свойствами разрабатываемых новых анодных и катодных наноматериалов (Интеркаляционная емкость a-Si , > 2500 мАч; LiCoO 2 , LiFePO4 , > 2 5 0 мАч/г). Обеспечиваются малыми размерами и большой удельной поверхностью ( > 1000 м 2 /г) наночастиц анодного и катодного материалов. Возможность многократного циклирования заряд- разряд ( > 1000 циклов) обеспечивается структурой электродов - композиты из наночастиц активного материала в смеси с углеродными материалами.
  • 6. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
      • Специальная и военная техника:
      • - экипировка тех. служб и военных
      • - средства связи и технической разведки,
      • - приборы ночного видения,
      • - наземная и подводная робототехника,
      • - беспилотная авиация, микроспутники
      • Гражданская техника:
      • - гибридные электромобили,
      • - смарт-карты
      • - телекоммуникационное оборудование
      • - электроинструмент
      • - имплантаты и кардио-стимуляторы
    Ожидается экономический эффект от: - реализации широкого спектра продуктов(батареи пластиковых карт, имплантатов, электронных устройств, гибридных автомобилей и т.д.), - трансфера технологий, разработанных в результате проведения ОКР, - продажи лицензий.
  • 7. ЛАЗЕРНОЕ ЭЛЕКТРОДИСПЕРГИРОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО АМОРФНОГО КРЕМНИЯ И ДРУГИХ АМОРФНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ: технологические параметры выбираются так, чтобы обеспечить:           - генерирование микро-капель на поверхности мишени и их             попадание в область плазмы           - заряд капель в плазме и последующего деления заряженных капель             на наночастицы Основным процессом получения наноструктурированных аморфных материалов является электродиспергирование: Плазма Микрокапли Лазерный луч Подложка Кремний Наночастицы
  • 8. Изменение емкости тонкопленочных электродов из аморфного гидрогенизированного кремния по сравнению с обычными графитового электрода
  • 9. Li 5 В 4 В 3 В Углерод Me x O y Si Li 4 Ti 5 O 12 Sn LiMePO 4 (Me=Mn, Ni, Co, Cr) Si/C композиты Графит Отрицательные электроды Положительные электроды LiFePO 4 Оксиды ванадия LiMn 2-x MexO 4 (Me=Mn, Co, Cr, Ni, Al) LiCo 1-x MeO 2 (Me=Co, Ni, Cr, Al) Диаграмма электродных материалов ЛИА
  • 10. Емкостные характеристики различных электрохимических систем Электрохимическая система U p , B Q k, мАч/г Qa , мАч/г Q акк , мАч/г W , Втч/кг LiCoO 2 /C 3.75 140 360 98 368 LiFePO 4 /C 3.25 150 360 105 341 LiV 2 O 5 /C 2.55 450 360 198 505 LiCoO 2 /Si 3.50 140 3500 126 441 LiFePO 4 /Si 3.00 150 3500 135 405 LiV 2 O 5 /Si 2.30 450 3500 396 910 LiCoO 2 /LiTi 5 O 12 2.45 140 150 70 172 LiFePO 4 /LiTi 5 O 12 2.00 150 150 75 150 LiV 2 O 5 / LiTi 5 O 12 1.05 450 150 338 350
  • 11. Основные этапы проведения исследований и развития проекта.
    • Достигнутые результаты:
      • Разработан новый аморфный наноматериал на основе кремния для анода
      • Проведены электрические испытания нового анодного материала: полученны результаты подтверждающие уникальность и перспективность использования материала в производстве Li-ion батарей
    • Проводимые работы и план работ на ближайшее будущее:
      • Проводятся работы по методам травления металлических электродов
      • Начаты работы по разработке и выбору компонентов для создания нового наноматериала для катода
      • Планируется проведение ряда электрических испытаний получаемых катодных материалов
      • В 2011 году будут начаты работы по изучению и выбору материалов для улучшения электролита Li-ion батарей