НАО «Казахский национальный университет имени аль-Фараби»  реализует научно-техническую программу «Установление механизма влияния модифицирующих покрытий активного материала катодов натрий-ионных аккумуляторов на кинетику интеркаляции» в рамках конкурса грантового финансирования на 2021-2023годы. 

Цель проекта: Выявление влияния свойств модифицирующего поверхностного покрытия плохопроводящих частиц катодного активного материала на процессы переноса заряда через него при обратимом интеркалировании фазы материала, а также разработка модели этого процесса и проведение его моделирования. 

Руководитель проекта – Мальчик Федор Игоревич ассоциированный профессор, PhD, заведующий «Лабораторией электрохимических производств» КазНУ им. аль-Фараби.  В команде научного проекта задействованы молодые специалисты, докторанты первого курса КазНУ им. аль-Фараби: Жигаленок Ярослав ответственный за 3D моделирование, проводимое на программе COMSOL Multiphysics, Рябичева Марагарита ответственная за сбор данных по проекту, Малдыбаев Каиргали – ответственный за сбор лабораторных электрохимических ячеек, представляющих собой прототип натрий ионных батарей, Абдимомын Сакен – ответственный за синтез электродных материалов структура элдфеллит (Eldfellite), формула NaFe(SO4)2. 

Актуальность проекта заключается в том, что основная масса используемых и разрабатываемых катодных материалов в металл-ионных аккумуляторах представляет собой плохо проводящую фазу, что препятствует перемещению зарядов в электрохимическом процессе. Это приводит к низким показателям мощности и к уменьшению эффективности циклирования. Для нивелирования этого эффекта широко применяется покрытие частиц электроактивного материала слоем электронного проводника, обеспечивающего доставку заряда к любой точке поверхности. Этого не всегда достаточно для решения проблемы, поскольку электрохимическое превращение при интеркаляции требует также переноса катиона и транспорта зарядов внутри фазы. В связи с этим детальное рассмотрение природы процессов при интеркаляции в плохо проводящие материалы является совершенно необходимым для повышения эффективности исследований электродных материалов. 

Результатом проекта станет разработке  модели процесса интеркаляции-деинтеркаляции ионов натрия в плохопроводящие полисульфатные и полифосфатные катодные материалы для натрий-ионных батарей с участием электропроводящих покрытий. 

Ожидаемые результаты исследования позволят понять роль проводящих покрытий в процессах интеркаляции-деинтеркаляции натрия в катодных материалах, что в свою очередь даст возможность решить проблему плохой проводимости полианионных материалов и как следствие улучшение их емкостных показателей при высоких токах заряда-разряда.