由杰出教授兼中心主任 Artem Abakumov 领导的 Skoltech 能源中心研究小组获得了专利用于由层状富镍过渡金属氧化物制成的锂离子电池中的高容量正极材料，以及一种新的水热微波辅助生产方法。

新方法更快、更便宜，而且正极材料其使用寿命比市场上的产品长约 10%。该技术将有助于更有效地发展俄罗斯的电动交通。

一个纸介绍结果发表在电源杂志。

“我们使用水热微波辅助处理，在正极材料前驱体的球形颗粒上涂覆一层薄薄的氢氧化钴。然后，其高温锂化导致浓度梯度，在近表层形成，并且具有独特的形态——初级颗粒在团聚体中呈放射状分布，而不是像市场上其他材料那样随机分布，”高级研究科学家 Alexandra Savina 说道。该专利和文章的共同作者。

在第一阶段，研究小组获得了氢氧化物前体（一种参与导致形成另一种物质的反应的物质），其中镍、锰和钴阳离子在原子水平上均匀混合。然后将其与尿素水溶液和钴源的悬浮液放入水热微波反应器中，处理约15分钟。

之后，研究小组获得了覆盖有均匀富钴外壳的前体。在高温锂化阶段，将前驱体与锂源混合并在高温下进行热处理。现在，市场上主要采用共沉淀法，而不是微波处理阶段，需要12小时以上。

“浓度梯度的形成与独特的形态相结合，提供了多种优势——材料的稳定性及其在不同循环速率下的高容量。由于我们的材料，锂离子电池的工作时间将延长约 10%。此外，我们使用廉价的试剂——尿素，”萨维纳补充道。

开发先进储能技术是俄罗斯重点科技任务之一。

此前，俄罗斯联邦政府批准了题为“创建电力存储系统（包括便携式蓄电系统）的技术”的路线图以及到2030年俄罗斯电动交通生产和使用发展的概念，旨在加快技术发展并在该领域处于世界领先地位。

Skoltech 研究团队和研究所创建的初创公司多年来一直积极致力于解决路线图中规定的任务。

“如今，Skoltech 是俄罗斯最大的氧化物正极材料知识产权持有者，这将为俄罗斯联邦储能设备的生产铺平道路。我们的中心正在积极为其工业开发新型正极材料和更高效的技术。生产，”阿巴库莫夫说。

“电动汽车的最大成本来自于电池，而在电池中，对整体成本影响最大的是正极材料。因此，正极材料的生产成本甚至可以降低 10%材料在仍然保留其容量和功率属性的同时，成为增强市场竞争力的重要基准。”

作者指出，该路线图的目标之一是生产最大能量密度为每公斤 260 瓦时 (Wh/kg) 的电池，但现在该团队正在生产比能量强度超过 260 瓦时的电池原型。250 Wh/kg，当改用下一代材料时，可提高至300 Wh/kg。

此外，Skoltech研究人员预计今年将推出俄罗斯第一座用于高温前驱体锂化的辊道窑，年产能高达85吨。该中心已开始建设一座年产能20吨的新前体生产工厂，该工厂将在工艺流程的各个阶段实现完全自动化。

新项目的初始数据是在每年生产高达 10 吨前驱体的试验工厂运行期间获得的，该工厂由俄罗斯部件组装而成。这些项目涉及出生于 Skoltech 的小型科技公司 Rustor 的能力。

Rustor计划借助目前正在建设的生产线，将新型富镍正极材料推向市场，用于电动汽车领域，以及针对无人驾驶的特定要求而制造的材料考虑到飞行器。

共同作者中有两人年轻科学家：露西娅·西特尼科娃（Lucia Sitnikova），博士材料科学与工程专业的学生，​​以及材料科学专业硕士生、Skoltech 与 D. I. Mendeleev 俄罗斯技术大学能源存储与转换材料联合学士学位第一届毕业生 Ekaterina Dolzhikova程序。作为准备学士学位论文的一部分，多尔日科娃开始研究改进的阴极材料。

“在学习的第二年，我们开始研究具有核壳结构的正极材料。我非常喜欢这个课题，所以我毫不犹豫地继续我的研究。这个项目和研究小组给了我很多：令人难以置信的知识、一项专利、在著名期刊上发表的一篇联合文章以及职业发展，我学会了如何使用设备、试剂和最好的显微镜，我想在这方面投入更多的时间。”