由傑出教授兼中心主任 Artem Abakumov 領導的 Skoltech 能源中心研究小組獲得了專利用於由層狀富鎳過渡金屬氧化物製成的鋰離子電池中的高容量正極材料，以及一種新的水熱微波輔助生產方法。

新方法更快、更便宜，而且正極材料其使用壽命比市場上的產品長約 10%。該技術將有助於更有效地發展俄羅斯的電動交通。

一個紙介紹結果發表在電源雜誌。

「我們使用水熱微波輔助處理，在正極材料前驅體的球形顆粒上塗覆一層薄薄的氫氧化鈷。然後，其高溫鋰化導致濃度梯度，在近表層形成，並且具有獨特的形態——初級顆粒在團聚體中呈放射狀分佈，而不是像市場上其他材料那樣隨機分佈，」高級研究科學家 Alexandra Savina 說。該專利和文章的共同作者。

在第一階段，研究小組獲得了氫氧化物前驅物（一種參與導致形成另一種物質的反應的物質），其中鎳、錳和鈷陽離子在原子層級上均勻混合。然後將其與尿素水溶液和鈷源的懸浮液放入水熱微波反應器中，處理約15分鐘。

之後，研究團隊獲得了覆蓋有均勻富鈷外殼的前體。在高溫鋰化階段，將前驅體與鋰源混合並在高溫下進行熱處理。現在，市面上主要採用共沉澱法，而非微波處理階段，需要12小時以上。

「濃度梯度的形成與獨特的形態相結合，提供了多種優勢——材料的穩定性及其在不同循環速率下的高容量。由於我們的材料，鋰離子電池的工作時間將延長約10% 。

開發先進儲能技術是俄羅斯重點科技任務之一。

此前，俄羅斯聯邦政府批准了題為“創建電力存儲系統（包括便攜式蓄電系統）的技術”的路線圖以及到2030年俄羅斯電動交通生產和使用發展的概念，旨在加快技術發展並在該領域處於世界領先地位。

Skoltech 研究團隊和研究所創建的新創公司多年來一直積極致力於解決路線圖中規定的任務。

「如今，Skoltech 是俄羅斯最大的氧化物正極材料智慧財產權持有者，這將為俄羅斯聯邦儲能設備的生產鋪平道路。我們的中心正在積極為其工業開發新型正極材料和更高效的技術。生產，”阿巴庫莫夫說。

「電動車的最大成本來自於電池，而在電池中，對整體成本影響最大的是正極材料。因此，正極材料的生產成本甚至可以降低 10%材料在仍然保留其容量和功率屬性的同時，成為增強市場競爭力的重要基準。

作者指出，該路線圖的目標之一是生產最大能量密度為每公斤 260 瓦時 (Wh/kg) 的電池，但現在團隊正在生產比能量強度超過 260 瓦時的電池原型。 ，當改用下一代材料時，可提高至300 Wh/kg。

此外，Skoltech研究人員預計今年將推出俄羅斯第一座用於高溫前驅體鋰化的輥道窯，年產能高達85噸。該中心已開始建造一座年產能20噸的新前體生產工廠，該工廠將在製程的各個階段實現完全自動化。

新項目的初始數據是在每年生產高達 10 噸前驅體的試驗工廠運作期間獲得的，該工廠由俄羅斯零件組裝而成。這些項目涉及出生於 Skoltech 的小型科技公司 Rustor 的能力。

Rustor計劃借助目前正在建造的生產線，將新型富鎳正極材料推向市場，用於電動車領域，以及針對無人駕駛的特定要求而製造的材料考慮到飛行器。

共同作者中有兩人年輕科學家：露西亞·西特尼科娃（Lucia Sitnikova），博士student from the Materials Science and Engineering program, and Ekaterina Dolzhikova, a master's student from the Materials Science program and a graduate of the first cohort of the joint bachelor's degree between Skoltech and the D. I. Mendeleev Russian Technical University in the Materials for Energy Storage and Conversion程式.作為準備學士學位論文的一部分，多爾日科娃開始研究改良的陰極材料。

「在學習的第二年，我們開始研究具有核殼結構的正極材料。我非常喜歡這個主題，所以我毫不猶豫地繼續我的研究。這個計畫和研究小組給了我很多：令人難以置信的知識、一項專利、在著名期刊上發表的一篇聯合文章以及職業發展，我學會瞭如何使用設備、試劑和最好的顯微鏡，我想在這方面投入更多的時間。