В Сколковском институте науки и технологий состоялся запуск печи для синтеза катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов с улучшенными свойствами в опытно-промышленных масштабах. Новая печь позволяет производить до 100 тонн катодных материалов в год, причём можно изготавливать как стандартные материалы, распространённые в отрасли, так и новейшие оригинальные разработки, которые защищены патентами. Сколтех единственный в России разрабатывает катодные материалы с улучшенными свойствами и является самым крупным держателем пакета интеллектуальной собственности в области оксидных катодных материалов, которые будут составлять основу производства накопителей энергии в Российской Федерации.

Литий-ионные аккумуляторы питают энергией электротранспорт, в том числе крупногабаритный, портативные устройства — от телефонов и компьютеров до газонокосилок — и сглаживают перепады напряжения из-за неравномерного спроса в электросети.

Сердце литий-ионного аккумулятора — материал катода, на который приходится половина стоимости, массы и размера. Свойства этого материала имеют определяющее значение для характеристик всего аккумулятора. Основной класс используемых катодных материалов называется NMC, по входящим в его состав ключевым элементам, — это никель, марганец и кобальт. Подобно сортам нержавеющей стали, существует большое количество вариантов NMC, и учёные активно разрабатывают новые разновидности с ещё более совершенными свойствами под конкретные применения.

Новая печь Сколтеха станет инструментом развития отрасли, сочетая в себе производственные возможности и мощный исследовательский потенциал для молодых учёных. На этой уникальной научно-производственной площадке технологии синтеза будут отрабатываться и масштабироваться до уровня крупнотоннажного производства.

«Ключевая цель Сколтеха — доведение научных разработок до реальных применений в индустрии. Запуск новых мощностей под руководством заслуженного профессора Сколтеха Артёма Абакумова — это важный этап в создании собственного производства катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. Научная группа уже проводит переговоры с индустрией, с потенциальными заказчиками на это высокотехнологичное производство», — отметил ректор Сколтеха, академик РАН Александр Кулешов.

«Наша новая печь универсальна. Меняя атмосферу отжига, мы можем производить не только весь спектр NMC-материалов с разным содержанием никеля, но и другие ключевые типы катодных материалов, например LCO — оксид лития-кобальта. Это даёт нам гибкость и независимость от конъюнктуры рынка. В ближайший год мы сфокусируемся на оптимизации работы новой печи и определим оптимальные условия синтеза катодных материалов: время отжига, температуру и так далее», — поделилась старший научный сотрудник Центра энергетических технологий Александра Савина, которая руководит недавно основанной в центре Лабораторией масштабирования технологий получения катодных материалов.

«С помощью нашего нового оборудования мы будем развивать технологии, на которые у нас получены патенты: синтез различных градиентных структур, структур „ядро-оболочка“, материалов с модифицированными границами зёрен и так далее. Причём эти подходы можно комбинировать, что открывает уникальные возможности для создания материалов с улучшенными свойствами», — добавила Савина.

Сколтех занимает лидирующие позиции в России по объёму интеллектуальной собственности в сфере оксидных катодных материалов, определяющих будущее отечественного энергонакопления. Усилия научной группы направлены на инновации в двух плоскостях: создание перспективных материалов и разработку более экономичных процессов их получения. С помощью создаваемой производственной линии Сколтеха и на базе стартапа «Рустор» планируется вывести на рынок новые высоконикелевые катодные материалы для применения в сфере электромобильности.