| Название НИОКТР |
Теоретический поиск новых твердых электролитов и материалов промежуточного слоя для литий- и натрий-ионных аккумуляторов
|
| Аннотация |
Одним из наиболее перспективных вариантов повышения удельной энергоемкости металл-ионных аккумуляторов, в первую очередь литий-ионных (ЛИА), является использование металлического анода и твердого электролита (ТЭ), что позволит достичь энергоемкости 500 Вт/кг. Такие аккумуляторы называют твердотельными, так как в них полностью отсутствует жидкая фаза. Несмотря на то, что некоторые позитивные результаты в разработке твердотельных аккумуляторов уже достигнуты, в данной области ещё много нерешенных проблем, связанных главным образом с высоким сопротивлением на контакте "твердая поверхность-твердая поверхность" между материалом электрода и ТЭ и ростом дендритов. Высокое сопротивление вызвано, во-первых, образованием нежелательных вторичных фаз (как результат взаимодействия химически активного анода из щелочных металлов и ТЭ), а, во-вторых, недостаточно плотным контактом между двумя твердыми поверхностями, который усугубляется в результате объемных изменений материалов при циклировании и изменении температуры ячейки. В качестве мер преодоления указанных недостатков в лабораторных образцах применяли сжатие электрохимической ячейки под высоким давлением и повышенные температуры (сопоставимые с температурой плавления анода), призванные повысить надежность контакта между электродами и твердым электролитом. Однако данные методы не подходят для коммерческих ячеек. Перспективным подходом является подбор новых твердых электролитов, лишенных указанных недостатков, либо использование защитных материалов промежуточного слоя, которые размещаются между твердым электролитом и электродом, обладают высокой химической стойкостью к аноду из щелочного металла и достаточно высокой ионной проводимостью.
В рамках данного проекта мы будем осуществлять теоретический поиск и прогнозирования новых материалов, подходящих для использования в качестве материалов промежуточного слоя или твердых электролитов в металл-ионных аккумуляторах. Будут смоделированы процессы диффузии рабочего иона в структуре материалов, термодинамические свойства (включая коэффициенты объемного и линейного расширения), электронная структура материалов, а также процессы переноса заряда через межфазную границу "электрод-промежуточный слой-твердый электролит". Для этого будут задействованы современные программы атомистического моделирования, такие как VASP, CP2K, LAMMPS и др. Для ускорения расчетов будут использованы машинно-обучаемые межатомные потенциалы. На основании полученных расчетных данных мы разработаем модель машинного обучения (МО) с целью создания быстрого и эффективного инструмента оценки применимости материала в качестве твердого электролита или материала промежуточного слоя. Особое внимание в создаваемой модели МО будет уделено моделированию межфазных границ и процессов переноса заряда через такую границу. Основной результат проекта - список веществ, подходящих по своим физико-химическим параметрам в качестве твердых электролитов или материалов промежуточного слоя, выявленных методами теоретического материаловедения; а также модель МО, реализованная в виде онлайн-сервиса, которая будет обучена прогнозировать ионную проводимость гетерогенных материалов для моделирования проводимости на границе раздела фаз.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
18000.0
|
| Дата начала |
2025-05-27
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-73-20115
|
| Дата контракта |
2025-05-27
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
54:51-7 54:007
|
| Количество просмотров |
5
|
| Руководитель работы |
Кабанов Артем Анатольевич
|
| Руководитель организации |
Быков Дмитрий Евгеньевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-08-19 09:46:50 UTC, 2025-08-19 09:46:50 UTC
|
| ОКПД |
Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
машинное обучение; литий-ионный аккумулятор; натрий-ионный аккумулятор; ТФП; диффузия; твердотельный аккумулятор; твердый электролит; анод; МД
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов; Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.01.77 - Математические и кибернетические методы
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физическая химия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
