Печать
Просмотров: 5817

Научная группа профессора В.В. Кондратьева

Обновлено

Научная группа кафедры электрохимии

Электродные материалы для металл-ионных батарей, суперконденсаторов и редокс-батарей

Состав научной группы

Руководитель группы

Вениамин Владимирович Кондратьев, д.х.н., профессор.

Состав группы

  • к.х.н., доцент Толстопятова Елена Геннадьевна
  • к.х.н., доцент Елисеева Светлана Николаевна
  • аспиранты Апраксин Р.В., Волков А.И., Шкреба Е.Н.
  • магистранты Каменский М.А., Иванов А.В.
  • бакалавр Гречишникова Г.А.

Сотрудничество c

  • проф. Gyozo Lang, Eotvos Lorand University, Budapest, Hungary, Laboratory of Electrochemistry and Electroanalytical Chemistry;
  • проф. Anthony J. Killard, North-West University, Bristol, UK, Laboratory of Bioanalytical Electrochemistry;
  • проф. Р. Хольце (Технический университет г. Хемниц, Германия);
  • проф. Li Niu, Changchun Institute of Applied Chemistry, China, Laboratory of Electroanalytical Chemistry;
  • проф., чл.корр. Антипов Е.В., кафедра электрохимии МГУ, Москва;
  • проф. Алешин А.Н., Физико-технический институт им. Иоффе, Санкт-Петербург;
  • проф. Агафонов Д.В., Технологический институт им. Ленсовета (Технический университет), Санкт-Петербург;
  • проф. Сапурина И.Ю., Институт высокомолекулярных соединений РАН;
  • проф. Тимонов А.М., РГПУ им. А.И. Герцена.

Тематика научной группы

Разработка новых электродных материалов для металл-ионных батарей, суперконденсаторов и редокс-батарей.

pr1 1 pr1 2pr1 3

Научная работа группы развивается в нескольких направлениях, главным из которых в настоящее время является исследование электродных материалов на основе неорганических соединений (оксидов и фосфатов) переходных металлов и проводящих полимеров для литий-ионных аккумуляторов.

Получены новые материалы для литий-ионных батарей на основе традиционных активных материалов (LiMn2O4, Li4Ti5O12, LiFexMn1-xPO4, LiFePO4) в виде микро- и наноразмерных частиц и проводящих полимеров, которые обладают повышенными функциональными характеристиками по удельной емкости и скорости заряд-разрядных процессов. Эти электродные материалы предложены как дешевые и эффективные материалы с повышенной мощностью для использования в электрическом транспорте и системах накопления энергии. Проведена апробация макетов литий ионных батарей на основе гибридных органо-неорганических материалов.

Наряду с этим проводятся исследования гибридных органо-неорганических материалов для электрохимических конденсаторов на основе проводящих полимеров, оксидов металлов и материалов на основе молекулярных соединений ряда хинонов и полимеров с привитыми хинонными группами.

В каждом из этих направлений у нас есть свои оригинальные подходы, которые привели к достижениям в улучшении функциональных характеристик материалов и создали перспективные области для продолжения исследований. Приглашаются студенты, магистранты и аспиранты для реализации успешной научной карьеры в одном из направлений группы.

С 2018 г. группа выполняет проект СПбГУ «Разработка перспективных материалов для электрохимических источников тока» под руководством профессора Рудольфа Хольце из Германии. Целью проекта является проведение фундаментальных и прикладных исследований в области новых энергозапасающих материалов для химических источников тока, создание передовой лаборатории, в которой будут решаться инженерные и научные задачи в области электрохимического запасания энергии. Выполнение проекта позволило активизировать научные контакты и поездки для выполнения работ, в том числе наиболее активные для студентов и аспирантов.

Holze R i Kondratev VV

Профессор Р. Хольце и профессор В.В. Кондратьев обсуждают перспективы совместных работ.

Основные публикации

  1. D.V. Zhuzhelskii, E.G. Tolstopjatova, S.N. Eliseeva, A.V. Ivanov, S. Miao, V.V. Kondratiev Electrochemical properties of PEDOT/WO3 composite films for high performance supercapacitor application // Electrochimica Acta 209 (2019) 182-190.
  2. E.V. Shkreba, S.N. Eliseeva, M.A. Kamenskii, E.G. Tolstopjatova, V.V. Kondratiev Electrochemical performance of lithium titanate anode fabricated using water-bаsed binder // Mendeleev Comm. 29 (2019) P.105-107.
  3. S.N. Eliseeva, E.V. Shkreba, M.A. Kamenskii, E.G. Tolstopjatova, R.Holze, V.V. Kondratiev Effects of Conductive Binder on the Electrochemical Performance of Lithium Titanate Anodes // Solid State Ionics 333 (2019) 18-29.
  4. M. A. Kamensky, S. N. Eliseeva, G. Láng, M. Ujvári, V. V. Kondratiev Electrochemical Properties of Overoxidized Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene // Russian Journal of Electrochemistry 54 (2018) 893-901.
  5. K.A. Vorobeva, S.N. Eliseeva, R.V. Apraksin, M.A. Kamenskii, E.G. Tolstopjatova, V.V. Kondratiev Improved electrochemical properties of cathode material LiMn2O4 with conducting polymer binder // Journal of Alloys and Compounds 766 (2018) 33-44.
  6. A. O. Nizhegorodova, S. N. Eliseeva, E. G. Tolstopjatova, G. G. Láng, D. Zalka, M. Ujvári, V. V. Kondratiev // EQCM study of redox properties of PEDOT/MnO2 composite films in aqueous electrolytes // Journal of Solid State Electrochemistry 22 (2018) 2357–2366.
  7. D. V. Zhuzhel’skii, K. D. Yalda, V. N. Spiridonov, R. V. Apraksin, V. V. Kondrat’ev Synthesis and Special Features of Electrochemical Behavior of Tungsten Oxide Deposited on Various Substrates // Russian Journal of General Chemistry 88 (2018) 520–527.
  8. R.V. Apraksin, A.I. Volkov, S.N. Eliseeva, V.V. Kondratiev Influence of addition of lithium salt solution into PEDOT:PSS dispersion on the electrochemical and spectroscopic properties of film electrodes // Journal of Solid State Electrochemistry 21 (2017) 3487-3494.
  9. S. N. Eliseeva, K. A. Vorob’eva, E. V. Shkreba, R. V. Apraksin, V. V. Kondrat’ev Electochemical characteristics of LiMn2O4/Li4Ti5O12 battery with conducting polymeric binder // Russian Journal of Applied Chemistry 90 (2017) 1230–1233.
  10. S.N. Eliseeva, R.V. Apraksin, E.G. Tolstopjatova, V.V. Kondratiev Electrochemical impedance spectroscopy characterization of LiFePO4 cathode material with carboxymethylcellulose and poly-3,4-ethylendioxythiophene /polystyrene sulfonate // Electrochimica Acta 227 (2017) 357-366.
  11. D. Zalka, N. Kovács, K. Szekeres, M. Ujvári, S. Vesztergom, S. Eliseeva, V. Kondratiev, G.G. Láng Determination of the charge transfer resistance of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-modified electrodes immediately after overoxidation // Electrochimica Acta 247 (2017) 321-332.
  12. R.V. Apraksin, A.I. Volkov, S.N. Eliseeva, V.V. Kondratiev Influence of addition of lithium salt solution into PEDOT:PSS dispersion on the electrochemical and spectroscopic properties of film electrodes // Journal of Solid State Electrochemistry 21 (2017) 3487-3494.
  13. В.В. Кондратьев, В.В. Малев, С.Н. Елисеева Композитные электродные материалы на основе проводящих полимеров с включениями наноструктур металлов, Обзор // Успехи химии 85 (2016) 14-37.
  14. R.V. Apraksin, S.N. Eliseeva, E.G. Tolstopjatova, A.M. Rumyantsev, V.V. Zhdanov, V.V. Kondratiev High-rate performance of LiFe0.4Mn0.6PO4 cathode materials with poly(3,4-ethylenedioxythiopene):poly(styrenesulfonate)/ carboxymethylcellulose // Materials Letters 176 (2016) 248–252
  15. A.I. Volkov, S.N. Eliseeva, E.G. Tolstopjatova, V.V. Kondratiev Еlectrochemical properties of poly-3,4-ethylenedioxythiopene:polystyrene sulfonate/manganese oxide composite electrode material // J. Solid State Electrochem. 20 (2016) 3209–3212.
  16. G.G. Láng, M. Ujvári, S. Vesztergom, V. Kondratiev, J.Gubicza, K.J. Szekeres The electrochemical degradation of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) films electrodeposited from aqueous solutions // Zeitschrift für Physikalische Chemie. 230 (2016) 1281–1302.
  17. A.N. Aleshin, P.S. Krylov, A.S. Berestennikov, V.V. Kondratiev, S.N. Eliseeva The redox nature of the resistive switching in nanocomposite thin films based on graphene (graphene oxide) nanoparticles and poly(9-vinylcarbazole) // Synthetic Metals 217 (2016) 7-13.
  18. A. O. Nizhegorodova, R. V. Apraksin, V. V. Kondratiev Electrochemical Properties of Composite Materials Based on Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene with Nickel Oxide Inclusions // Russian Journal of Electrochemistry 51 (2015) 908-915.
  19. M. Ujvári, J. Gubicza, V. Kondratiev, K. J. Szekeres, G.G. Láng Morphological changes in electrochemically deposited poly(3,4-ethylenedioxythiophene) films during overoxidation // Journal of Solid State Electrochemistry 19 (2015) 1247–1252.
  20. S.N. Eliseeva, O.V. Levin, E.G. Tolstopjatova, E.V. Alekseeva, R.V. Apraksin, V.V. Kondratiev New functional conducting poly-3,4-ethylenedioxythiopene:polystyrene sulfonate/carboxymethylcellulose binder for improvement of capacity of LiFePO4-based cathode materials // Materials Letters 161 (2015) 117-119.
  21. O.V. Levin, S.N. Eliseeva, E.V. Alekseeva, E.G. Tolstopjatova, V.V. Kondratiev Composite LiFePO4/poly-3,4-ethylenedioxythiophene Cathode for Lithium-Ion Batteries with Low Content of Non-Electroactive Components // International Journal of Electrochemical Science 10 (2015) 8175-8189.
  22. S. N. Eliseeva, O. V. Levin, E. G. Tolstopyatova, E. V. Alekseeva, V. V. Kondratiev Effect of Addition of a Conducting Polymer on the Properties of the LiFePO4-based Cathode Material for Lithium-Ion Batteries // Russian Journal of Applied Chemistry 88 (2015) 1146-1149.
  23. E.G. Tolstopjatova, S.N. Eliseeva, A.O. Nizhegorodova, V.V. Kondratiev Electrochemical Properties of Composite Electrodes, Prepared by Spontaneous Deposition of Manganese Oxide into Poly-3,4-ethylendioxythiophene // Electrochimica Acta 173 (2015) 40-49.

Гранты

  • 16-03-00457 Нанокомпозитные энергозапасающие материалы на основе интеркалируемых оксидов переходных металлов и поли-3,4-этилендиокситиофена (2016–2018гг)
  • 19-03-00593 Композитные энергозапасающие и электрохромные материалы на основе поли-3,4-этилендиокситиофена и оксида вольфрама (с 2019г. )
  • грант № 26455158 СПбГУ «Разработка перспективных материалов для электрохимических источников тока»