Лаборатория материалов для электрохимических процессов

Необходимо авторизоваться.
Заведующий лабораторией
д.х.н., проф., ч.-к. РАН

Антипов Евгений Викторович

Число публикаций
401
Общее число цитирований
7060
Индекс Хирша
40
Команда лаборатории

Чем мы занимаемся?

Разработка и изучение неорганических материалов, которые используются в электрохимических процессах (в электродах или электролитах различных типов аккумуляторов). Проводимые работы базируются на сочетании принципов материаловедения, неорганической химии и электрохимии. Неотъемлемой частью являются фундаментальные исследования, при этом большинство исследуемых объектов планируется применять в реальных устройствах в обозримом (3-10 лет) будущем.

Используемые методы

  • Различные виды неорганических синтезов: гидро(сольво)термальный, золь-гель, твердофазный
  • Рентгенофазовый анализ
  • Сканирующая электронная микроскопия
  • Электрохимические исследования, в т.ч. operando дифракционные и спектроскопические эксперименты
Рентгеновский дифрактометр Aeris производства PanAnalytical, Нидерланды

Рентгеновский дифрактометр Aeris производства PanAnalytical, Нидерланды

Фазовый анализ образцов, уточнение кристаллической структуры

Планетарные мельницы FRITSCH 05.102 и Pulverisette 7 производства FRITSCH, Германия

Планетарные мельницы FRITSCH 05.102 и Pulverisette 7 производства FRITSCH, Германия

Гомогенизация реакционной смеси, измельчение полученных образцов, приготовление композитов с углеродом или источником углерод

Перчаточные боксы MB 120 B-G производства mBraun, Германия

Перчаточные боксы MB 120 B-G производства mBraun, Германия

Приготовление электролитов, сборка электрохимических ячеек

Трубчатые и муфельные печи производства Nabertherm, Германия

Трубчатые и муфельные печи производства Nabertherm, Германия

Отжиг образцов в различных газовых атмосферах

Сканирующий электронный микроскоп JEOL JSM6490LV, Япония (в т.ч. приставка для энергодисперсионного анализа INCA, Англия)

Сканирующий электронный микроскоп JEOL JSM6490LV, Япония (в т.ч. приставка для энергодисперсионного анализа INCA, Англия)

Анализ морфологии образцов, количественный анализ состава материалов

Реакторы для гидро- и сольвотермального синтеза Parr, TOPTION Instrument, а также собственного изготовления

Реакторы для гидро- и сольвотермального синтеза Parr, TOPTION Instrument, а также собственного изготовления

Проведение гидро- и сольвотермальных синтезов в широком диапазоне температур (25-300°С) и давлений (1-250 атм.)

Электрохимические ячейки собственного дизайна и изготовления

Электрохимические ячейки собственного дизайна и изготовления

Проведение электрохимических экспериментов

Ряд гальваностатов-потенциостатов (Biologic, Autolab, Elins – Франция, Нидерланды, Россия) с различными диапазонами силы тока, потенциалов, скоростей развертки и т.д.

Ряд гальваностатов-потенциостатов (Biologic, Autolab, Elins – Франция, Нидерланды, Россия) с различными диапазонами силы тока, потенциалов, скоростей развертки и т.д.

Проведение всего спектра электрохимических экспериментов, в том числе при отрицательных (до -40°С) температурах

Синтетико-электрохимическая комната

Синтетико-электрохимическая комната

Комната для гидротермальных синтезов

Комната для гидротермальных синтезов

Офисная комната

Офисная комната

Комната структурных исследований

Комната структурных исследований

Евгений Антипов

Заведующий лабораторией

Олег Дрожжин

Старший научный сотрудник

Анастасия Алексеева

Старший научный сотрудник

Эмилия Жарикова

Младший научный сотрудник

Юлия Шлыкова

Финансовый директор

Максим Захаркин

Аспирант

Владислав Григорьев

Аспирант

Зоя Бобылева

Аспирант

Виталий Шевченко

Аспирант

Татьяна Перфильева

Аспирант

Руслан Самигуллин

Аспирант

Денис Луценко

Аспирант

Илья Тетров

Студент

Анастасия Гребенщикова

Студент

Анна Курашкина

Студент

Никита Буряк

Студент

Андрей Маренко

Студент

Максим Неструев

Студент

Мария Апостолова

Студент

Григорий Лакиенко

Студент

Направления исследований

Синтез и исследование катодных и анодных материалов для металл-ионных (литий-ионных, натрий-ионных, калий-ионных) аккумуляторов

+
Синтез и исследование катодных и анодных материалов для металл-ионных (литий-ионных, натрий-ионных, калий-ионных) аккумуляторов
На рисунке сверху – кристаллические структуры основных типов материалов, с которыми мы работаем: 1 – слоистые оксиды, 2 – фосфаты со структурой оливина, 3 - оксиды со структурой шпинели, 4 – фосфаты со структурой NASICON, 5 – пирофосфаты со структурой KAlP2O7, 6 –«твердый углерод». На рисунке снизу — электрохимические характеристики в режиме «быстрый заряд – медленный разряд» фосфатов LiFePO4 (LFP), полученного методом сольвотермального синтеза в нашей лаборатории (1) и коммерчески доступного аналога (2). Эти материалы применяются в качестве катодов безопасных и высокомощных литий-ионных аккумуляторов.

Разработка экспериментальных подходов для in situ и operando методов исследования

+
Разработка экспериментальных подходов для <em>in situ</em> и <em>operando</em> методов исследования
Разработан и успешно апробирован ряд электрохимических ячеек для проведения operando исследований методами рентгеновской порошковой дифракции, синхротронной рентгеновской дифракции и рентгеновской спектроскопии поглощения, нейтронной порошковой дифракции, мессбауэровской спектроскопии. На рисунке представлена схема одной из таких ячеек.

Масштабирование методов синтеза и прототипирование металл-ионных аккумуляторов

+
Масштабирование методов синтеза и прототипирование металл-ионных аккумуляторов
Катодные материалы со структурой оливина для следующего поколения высокомощных аккумуляторов сейчас производятся в рамках стартапа «Рустор», созданного совместно со Сколковским институтом науки и технологии. Прототипы натрий-ионных аккумуляторов, созданные на основе четырех типов материалов, разработанных в нашей лаборатории на Химическом факультете МГУ, были представлены на профильных выставках в 2019 и 2020 годах (пример на рисунке).

Публикации и патенты

Enhancing Na+ Extraction Limit through High Voltage Activation of the NASICON-Type Na4MnV(PO4)3 Cathode

ACS Applied Energy Materials,  2021, цитирований: 26

Beta-NaVP2O7 as a superior electrode material for Na-ion batteries

Chemistry of Materials,  2021, цитирований: 7

Unveiling pseudocapacitive behavior of hard carbon anode materials for sodium-ion batteries

Electrochimica Acta,  2021, цитирований: 4

“Hydrotriphylites” Li1-xFe1+x(PO4)1-y(OH)4y as Cathode Materials for Li-ion Batteries

Chemistry of Materials,  2021, цитирований: 4

Electrochemical properties and evolution of the phase transformation behavior in the NASICON-type Na3+xMnxV2-x(PO4)3 (0⩽x⩽1) cathodes for Na-ion batteries

Journal of Power Sources,  2021, цитирований: 1

Exploring the Origin of the Superior Electrochemical Performance of Hydrothermally Prepared Li-Rich Lithium Iron Phosphate Li1+dFe1-dPO4

Journal of Physical Chemistry C,  2021, цитирований: 1
Electrochemical properties and evolution of the phase transformation behavior in the NASICON-type Na3+xMnxV2-x(PO4)3 (0⩽x⩽1) cathodes for Na-ion batteries
Zakharkin Maxim V., Drozhzhin Oleg A., Ryazantsev Sergey V., Chernyshov Dmitry, Kirsanova Maria A., Mikheev Ivan V., Pazhetnov Egor M., Antipov Evgeny V., Stevenson Keith J.,
Journal of Power Sources,  2021, цитирований: 1
Exploring the Origin of the Superior Electrochemical Performance of Hydrothermally Prepared Li-Rich Lithium Iron Phosphate Li1+dFe1-dPO4
Drozhzhin Oleg A., Sobolev Alexey V., Sumanov Vasiliy D., Glazkova Iana S., Aksyonov Dmitry A., Grebenshchikova Anastasia D., Tyablikov Oleg A., Alekseeva Anastasia M., Mikheev Ivan V., Dovgaliuk Iurii, Chernyshov Dmitry, Stevenson Keith J., Presniakov Igor A., Abakumov Artem M., Antipov Evgeny V.
Journal of Physical Chemistry C,  2021, цитирований: 1
Unveiling pseudocapacitive behavior of hard carbon anode materials for sodium-ion batteries
Bobyleva Zoia V., Drozhzhin Oleg A., Dosaev Kirill A., Kamiyama Azusa, Ryazantsev Sergey V., Komaba Shinichi, Antipov Evgeny V.
Electrochimica Acta,  2021, цитирований: 4
Beta-NaVP2O7 as a superior electrode material for Na-ion batteries
Drozhzhin Oleg A., Tertov Ilya V., Alekseeva Anastasia M., Aksyonov Dmitry A., Stevenson Keith J., Abakumov Artem M., Antipov Evgeny V.
Chemistry of Materials,  2021, цитирований: 7
“Hydrotriphylites” Li1-xFe1+x(PO4)1-y(OH)4y as Cathode Materials for Li-ion Batteries
Sumanov, V.D., Aksyonov, D.A., Drozhzhin, O.A., Presniakov, I., Sobolev, A.V., Glazkova, I., Tsirlin, A.A., Rupasov, D., Senyshyn, A., Kolesnik, I.V., Stevenson, K.J., Antipov, E., Abakumov, A.M
Chemistry of Materials,  2021, цитирований: 4
Enhancing Na+ Extraction Limit through High Voltage Activation of the NASICON-Type Na4MnV(PO4)3 Cathode
Zakharkin, M.V., Drozhzhin, O.A., Tereshchenko, I.V., Chernyshov, D., Abakumov, A.M., Antipov, E.V., Stevenson, K.J.
ACS Applied Energy Materials,  2021, цитирований: 26
Дрожжин О.А., Тетров И.В., Алексеева А.М., Антипов Е.В.,
RU 2718878 C1,  2021
Абакумов А.М., Дрожжин О.А., Суманов В.Д., Антипов Е.В., Стивенсон К.Д.
RU 2684895 C1,  2021

Партнёры

Skoltech
Tokyo University of Science
European Synchrotron
Южный Федеральный Университет

Местонахождение лаборатории

Химфак МГУ к. Ц10, этаж цокольный

Необходимо авторизоваться.