Новосибирские технологии производства литий-ионных аккумуляторов вытеснят китайские

Как заявляет Майкл Буш, управляющий директор компании «ЛИОТЕХ» (совместное предприятие РОСНАНО и китайской Thunder Sky Group Limited, созданное для реализации проекта), производство планируется запустить уже в июне 2011 года, и на первых порах оно будет ориентировано только на китайские комплектующие и материалы. Но уже к 2014 году в производстве литий-ионных батарей будут использоваться исключительно российские технологии, комплектующие и сырье. Для осуществления этих планов уже сейчас ведутся работы по программе импортозамещения, в рамках которой в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН осуществляется проект производства катодного материала на основе железофосфата лития. По словам руководителя этого проекта Нины Косовой, разработкой новых технологий и материалов для производства литий-ионных батарей специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН занялись еще 12 лет назад. - Вообще, первые аккумуляторы на основе лития появились в 70-х годах, а к 80-м технология доросла и до серийного производства, - отмечает она. – В частности, сегодня мы все являемся пользователями мобильных телефонов, но зачастую не знаем, какие технологии используются для производства перезаряжаемых батарей. Как правило, все аккумуляторы состоят из одних и тех же частей, это два электрода – анод и катод, погруженных в электролит. Литий является наиболее химически-активным металлом, он исполняет в элементах питания роль катода, но чрезмерная активность металла нередко может привести к неприятным последствиям, вплоть до воспламенения батареи. Для устранения этих неприятных свойств лития было решено использовать его в ионном состоянии – так он менее опасен и при этом не менее продуктивен. В литий-ионных аккумуляторах ионы лития перемещены из катода в электролит (например, им является соляной раствор лития), при этом катод состоит из угля, а анод – из диоксида лития и кобальта. - В последние 15 лет литиево-ионные аккумуляторы заняли лидирующее место по своим качествам – легкость, температурный режим работы от минус до плюс пятидесяти градусов, много циклов перезарядки, - говорит Нина Косова. – Но для производства крупногабаритных перезаряжаемых батарей для электротранспорта использовать дорогой кобальт было бы расточительно. Поэтому в последние несколько лет встал вопрос разработки новых катодных материалов в крупных аккумуляторах. В 2000 году было разработано новое катодное соединение – железофосфат лития, что стало качественно новой ступенью в производстве аккумуляторов для электротранспорта. Железофосфат лития – традиционно используется как изолятор. Никто раньше не думал, что это соединение может работать в аккумуляторах. Но если его использовать в виде нанокомпозиционного материала с размером частиц менее 100 нм, и нанести на поверхность наноразмерный слой углеродного высокопроводящего покрытия, материал становится качественно иным и не уступает по свойствам кобальтиту лития. Эта революция в технологии дает зеленый свет разработке крупногабаритных аккумуляторов для техники. Но все способы его производства были экологически несовершенны, кроме того, свойства конечного продукта очень зависели от малейших сбоев в технологии. «Разработка нашего института состоит в том, что наш метод производства не дает вредных отходов, он экологически чистый и экономически более эффективный. Нам удалось удешевить процесс, используя вместо соединений двухвалентного железа трехвалентные, очень доступные по сравнению с другими», - говорит Нина Косова. Сейчас ученые ожидают ответа РОСНАНО, где проект Института химии твердого тела и механохимии СО РАН находится на рассмотрении. Согласно проекту, в Новосибирске должно появиться производство новых катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, поставщиком сырья для которого станет НЗХК. Новое производство будет обеспечивать как китайский завод Thunder Sky Group Limited, так и других потребителей, в том числе за рубежом. Сейчас подобную продукцию в мире производят всего несколько компаний, среди которых японские Sony и Toshiba. Спрос на нее огромен, и будет расти с течением времени, а вот стоимость по сравнению с нынешними литий-ионными аккумуляторами удастся снизить вдвое.

Текст подготовлен с использованием материалов, предоставленных пресс-службой СО РАН.