Связующее является важным компонентом электрода как литий-ионных, так и других металл-ионных аккумуляторов, и играет существенную роль в определении их электрохимических характеристик. Тем не менее, важность разработки высокопроизводительного связующего часто недооценивается, и на сегодняшний день окончательно не сформулированы даже базовые представления о механизме взаимодействия связующего с активным материалом. Разработка новых связующих - сложная задача, которая требует сотрудничества между специалистами в области различных дисциплин, включая науку о полимерах, электрохимию, химическую инженерию и современные методы характеризации материалов.
Целью проекта является изучение влияния природы и состава многофункциональных связующих (ион- и/или электрон- проводящих) на транспортные характеристики композитных электродов металл-ионных аккумуляторов (МИА) и разработка процедуры подбора оптимального состава электродного композита. Эффективный неэмпирический подбор связующего, хорошо совместимого с конкретным активным материалом, возможен только на основе фундаментального понимания механизма их взаимодействия.
В рамках этого проекта будет получена специально подобранная серия полимерных связующих, которые отличаются ионной и электронной проводимостью компонентов.
Электрохимические характеристики полученных связующих и их композитов с наиболее перспективными катодными материалами будут выявлены с помощью электрохимических методов, таких как гальваностатический заряд/разряд, спектроскопия электрохимического импеданса, циклическая вольтамперометрия, метод гальваностатического прерывистого титрования и метод потенциостатического прерывистого титрования, а так же с помощью прямого измерения проводимости четырехзондовым методом и/или дифференциальной вольтамперометрии на гребенчатом микроэлектроде. В дополнение к электрохимическим исследованиям, материалы будут изучены с помощью электрохимической микрогравиметрии на кварцевом пъезоэлектроде и рентгенофазового анализа. Они предоставят информацию о распределении Li+ между фазами композитного электрода при различных степенях заряда/разряда