Материалы с обратной связью, меняющие свои свойства под действием внешнего стимула, лежат в основе многих сенсорных и исполнительных устройств. В области литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) особое значение имеют материалы с изменяемой электропроводностью, которые позволяют предотвратить развитие процессов, приводящих к перегреву и взрыву батареи при перезаряде или коротком замыкании. Перспективный подход к защите ЛИА с помощью сопряжённых проводящих полимеров, переходящих в непроводящее состояние при достижении опасного значения электродного потенциала, был недавно предложен авторами проекта. Ключевым свойством, определяющим защитные свойства рассматриваемых материалов, является колоколообразная зависимость их проводимости от приложенного потенциала. Для наблюдаемого эффекта авторы предлагают использовать термин «потенциорезистивность» по аналогии с «терморезистивностью». На данный момент применение потенциорезистивной защиты ограничено диапазоном проводимости известных проводящих полимеров. Вместе с тем, варьирование окна проводимости потенциорезистивных материалов фундаментально возможно, и может быть использовано для создания материалов, окно проводимости которых соответствует различным конфигурациям ЛИА.
В качестве ключевой гипотезы проекта авторы предполагают, что создание потенциорезистивных материалов с заранее определенными параметрами окна проводимости может быть реализовано на основе композитов проводящих полимеров с редокс-добавками, где состав композита будет определять параметры окна проводимости. Проверка этой гипотезы, выявление постулируемых в ней закономерностей и их практическая имплементация для защиты литий-ионных аккумуляторов составляют основную целью проекта.
Основные задачи проекта включают три блока:
(1)Анализ влияния редокс-добавок различной природы (компонентов, способных к обратимым окислительно-восстановительным переходам) на электрохимические свойства тонких плёнок проводящей полимерной матрицы.
(2)Анализ влияния толщины и морфологии композитных полимерных материалов на их электропроводность.
(3)Тестирование защитных свойств новых материалов в составе прототипов литий-ионных аккумуляторов.
Успешная реализация проекта позволит синтезировать материалы с контролируемым диапазоном потенциалов и амплитудой изменения электропроводности, что актуально для использования их в качестве защитных слоёв в батарейных системах и других устройствах. Фундаментальная значимость проекта заключается в создании теоретической основы для молекулярного дизайна потенциорезистивных материалов. Насколько известно авторам проекта, предлагаемая концепция создания потенциорезистивных материалов на основе проводящих полимеров, допированых редокс-добавками, в литературе не описана.