Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН


Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН

Новый полимерный материал позволит создать более эффективные натрий-ионные аккумуляторы

08.10.2026

Сотрудники Лаборатории полимерных солнечных батарей ИСПМ РАН к.х.н. И.А. Чуйко, М.Д. Хитров и д.х.н. Ю.Н. Лупоносов совместно с учеными из Южной Кореи и Японии разработали новый органический полимерный материал, который сочетает высокое рабочее напряжение, быструю работу и длительный срок службы. Полученные результаты открывают перспективы для создания более эффективных и устойчивых натрий-ионных аккумуляторов — перспективной альтернативы литий-ионным батареям. Результаты исследований опубликованы в статье «Molecular Engineering of Polytriphenylamine: A Fluorinated Cathode for High-Voltage, Ultrafast, and Stable Sodium-Ion Batteries» в журнале Advanced Energy Materials. Органические материалы привлекают внимание исследователей благодаря возможности целенаправленно изменять их молекулярную структуру, относительно невысокой стоимости и использованию распространённых химических элементов. Однако одним из основных ограничений органических катодов остаётся сравнительно низкое рабочее напряжение. Для решения этой проблемы исследователи предложили новый подход к молекулярному дизайну азотсодержащих сопряжённых полимеров. Учёные модифицировали поли(трифениламин), введя в его структуру пентафторфенильные группы, и получили новый полимер — PFTPA. Фторирование позволило изменить электронное строение материала и уменьшить структурные изменения, происходящие в процессе зарядки и разрядки аккумулятора. Разработанный материал продемонстрировал высокие электрохимические характеристики. При скорости 1C катод на основе PFTPA обеспечил удельную ёмкость 77 мА·ч·г⁻¹ и среднее разрядное напряжение 3,75 В относительно Na/Na⁺. При этом материал сохранял 60,5% своей ёмкости даже при сверхвысокой скорости 200C, что свидетельствует о высокой скорости протекания электрохимических процессов.
Особенно важным результатом стала высокая стабильность материала. При скорости 10C PFTPA сохранял стабильную работу более 10 000 циклов зарядки и разрядки.
Таким образом, новый полимер объединяет сразу несколько важных характеристик — высокое рабочее напряжение, быструю кинетику и длительный срок службы. Это делает PFTPA перспективным материалом для разработки нового поколения высокоэффективных и более устойчивых натрий-ионных аккумуляторов.
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (грант № 075-15-2024-532) и Национального исследовательского фонда Кореи (NRF).

Читайте также