-15B8~1

1.

А. В. Комаров
ст. гр. 211-111
Д. Е. Авдонин
ст. гр. 231-121
Разработка технологий получения
тонкопленочных электродов
суперконденсаторов и литий-ионных
аккумуляторов для электротранспорта на
основе наноструктурированного оксида
вольфрама

2.

Области применения оксида вольфрама
Оксид
вольфрама
–
полупроводниковый
материал, с уникальными
свойствами.
Оксид
вольфрама
находит
широкое
применение
в
электрохромных
,
фотохромных технологиях
(смарт-стекло),
суперконденсаторах
(СК),
литий-ионных
аккумуляторах
(ЛИА),
газовых
датчиках,
биосенсорах,
фотокатализаторах и т.д.
2

3.

Существующая проблема
Существует склонность ЛИА к
возгоранию и взрыву из-за
высокого тока разряда и заряда
соответственно.
Который
приводит к быстрому нагреву,
пробою и выделению большого
количества
литиевого
электролита;
Падение емкости ЛИА на 550% в условиях с низких или
отрицательных температур
Автомобиль Тesla
3

4.

Актуальность, цель и задачи проекта
Актуальность: повышение энергоэффективности и безопасности
электротранспорта сегодня имеет решающее значение для развития этой
отрасли.
Цель : разработка технологии получения тонкопленочного катода на основе
оксида вольфрама (WO3) для литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) и
суперконденсаторов (СК) с улучшенными электрохимическими свойствами.
Задачи:
1.
Нанесение тонкопленочных электродов на основе оксидов вольфрама
электрохимическим (катодным) осаждением;
2.
Исследование структурных и морфологических свойств методами
электронной микроскопии;
3.
Электрохимические исследования электродов на основе оксида
вольфрама для ЛИА и СК
4

5.

Получение тонких пленок WO3 методом
электрохимического (катодного) осаждения
W
O3
Окисление нанопорошка
вольфрама
Фильтрация
Электролит осаждения
Получение
пероксивольфрамовой кислоты
Получение пленок WO3 по 2-х электродной
схеме
2
W2 O11
2 3 x H 3 xe 2H x WO3 2 x / 2H 2O+ 8 x / 4O 2
5

6.

Получение пленок WO3 на PET-ITO и стекло-ITO
PET-ITO-WO3
стекло-ITO-WO3
Электрохимическая
Графитовый тигель
ячейка для получения для получения
пленок WO3 на
пленок WO3 на PETстекле-ITO
ITO
6

7.

Свойства пленок WO3
мкA/cм2
v=20 мВ/с
v=30 мВ/с
v=40 мВ/с
v=50 мВ/с
2000
100
1000
T, %
80
60
0
0V
-3V
40
20
-1000
0
400
-2000
600
800
l, нм
1000
(а)
-0,8
-0,4 0,0
0,4
0,8
E, В vs Ag/AgCl
(б)
1,2
Рис. 1. Пленка WO3 , полученная
электрохимическим (катодным)
осаждением из раствора 25 мМ
ПВК
Рис. 2. Микроструктура пленки
WO3 (CЭМ)
7

8.

Потенциальные потребители результатов проекта
АО Энергия
АО Элеконд
Южно-Российский государственный
политехнический университет (НПИ) имени М.И.
Платова
ООО Рэнера
ООО Energon
8

9.

Команда проекта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
231-121 Авдонин Даниил Евгеньевич
231-121 Айдемиров Артур Сражеддинович
231-115 Богатырев Абдул-Малик Микаилович
211-111 Комаров Арсений Валерьевич
231-121 Котлов Илья Григорьевич
231-121 Лебедев Савва Кириллович
231-151 Малинкина Вероника Олеговна
231-112 Медведев Эрик
201-112 Меньшенин Владислав Вячеславович
221-114 Никита Евгений Витальевич
231-112 Танкевич Никита Артемович
221-513 Татарко Тимофей Сергеевич
231-121 Хасанов Жамшед Тохирович
9

10.

Результаты
Получены электрохромные пленки (оксида вольфрама) WO3
катодным осаждением.
Разработаны технологические основы получения покрытий на
основе WO3, электрохимическим методом.
Исследованы структурные и электрохимические свойства
покрытий на основе (оксида вольфрама) WO3.
10

11.

А. В. Комаров
ст. гр. 211-111
Д. Е. Авдонин
ст. гр. 231-121