VINIF.2023.DA080 – Pin ion natri kiểu CR2032 với vật liệu nền oxit-natri-lithi-mangan: Lý thuyết và sản xuất tiền khả thi

project manager image
Chủ nhiệm dự án
TS. Nguyễn Văn Nghĩa
Tổ chức chủ trì
Trường đại học Kiến trúc Hà Nội

Mục tiêu của dự án

Mục tiêu chính của dự án là thông qua sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm để thực hiện nghiên cứu tiền khả thi cho pin sạc ion-sodium dạng CR2032 sử dụng vật liệu nền natri-liti-mangan oxit. Mục tiêu cụ thể bao gồm:
(1) Kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm để chế tạo thành công sản phẩm điện cực pin dựa trên vật liệu nền natri-liti-mangan oxit.
(2) Nâng cao hiệu suất và chu kỳ hoạt động của pin thông qua việc tối ưu hóa điện cực, vật liệu làm điện cực và vật liệu kết dính.
(3) Sản xuất (tiền khả thi) pin sạc ion-sodium CR2032.
(4) Nghiên cứu độ bền, tính chất điện tử và điện hóa của pin sạc ion-sodium hấp phụ cluster sodium-sulfide.

Tác động của dự án

Dự án thực hiện nghiên cứu tiền khả thi cho pin sạc ion-sodium với vật liệu nền natri-liti-mangan oxit và cluster sodium sulfide định hướng ứng dụng cho ngành công nghiệp xe điện. Dự án dự kiến sẽ có những tác động cụ thể đến các lĩnh vực khoa học, kinh tế và đời sống cụ thể như sau:
1. Ảnh hưởng ngắn hạn: dự án sẽ cung cấp kết quả tính toán lý thuyết quá trình chuyển pha và tính chất điện tử và điện hóa của cluster sodium-sulfide ứng dụng cho pin sạc ion-sodium.
2. Ảnh hưởng trung hạn và dài hạn: dự án sẽ tạo tiền đề cho việc nghiên cứu và chế tạo tiền khả thi pin sạc ion-sodium với vật liệu nền natri-liti-mangan oxit. Nếu được đầu tư thích hợp về khoa học và công nghệ, kết quả nghiên cứu của dự án có thể được tiếp tục phát triển để sản xuất công nghiệp pin sạc ion-sodium phục vụ cho nhu cầu của xe điện.
Thông qua các công trình nghiên cứu và sự hợp tác giữa các nhóm nghiên cứu tại Việt Nam và các nhóm nghiên cứu ở Châu Âu, dự án có thể thúc đẩy quá trình chuyển giao công nghệ cũng như đảm bảo tính khoa học cao cho kết quả đầu ra của dự án.

project manager image
Chủ nhiệm dự án
TS. Nguyễn Văn Nghĩa
Tổ chức chủ trì
Trường đại học Kiến trúc Hà Nội

Tags

Tiến độ dự kiến
01/11/2023
31/10/2024
Giai đoạn 1

– Nội dung 1: Sử dụng các phương pháp đơn giản để chế tạo vật liệu trên cơ sở natri-liti-mangan oxit (NaxLiyMnzOt) chất lượng cao. Trong nội dung này, chúng tôi sẽ lựa chọn phương pháp phản ứng thế rắn và đồng kết tủa để tổng hợp vật liệu. Các giá trị x, y, z được lựa chọn dựa trên tính toán lý thuyết theo nguyên lý ban đầu (lý thuyết DFT).
– Nội dung 4.1: Nghiên cứu độ bền và tính chất điện tử của các chất điện phân chứa cluster Na-S trên bề mặt Carbon.

31/10/2025
Giai đoạn 2

– Nội dung 2: Nghiên cứu nâng cao hiệu suất điện hóa của vật liệu natri-liti-mangan oxit. Chúng tôi sẽ tập trung vào 2 giải pháp: Thứ nhất là pha tạp các ion kim loại khác, các ion kim loại có thể lựa chọn là Ni, Co, Fe, Ti, Mg, Al và hàm lượng các ion kim loại pha tạp được tính toán lý thuyết và khảo sát thực nghiệm; Thứ hai là biến tính bề mặt của vật liệu natri-liti-mangan oxit bằng cách phủ lên bề mặt vật liệu một lớp carbon có độ dày được kiểm soát.
– Nội dung 4.2: Nghiên cứu khả năng hấp phụ và tính chất điện tử của các cluster Na-S trên bề mặt vật liệu kim loại chuyển tiếp.

31/10/2026
Giai đoạn 3

– Nội dung 3: Thiết kế, chế tạo pin ion natri loại CR2032. Các thành phần khác của pin như chất điện ly, điện cực âm cũng được tối ưu hóa về điều kiện chế tạo nhằm nâng cao hiệu suất chu kỳ sử dụng pin.
– Nội dung 4.3: Nghiên cứu khả năng hấp phụ và tính chất điện tử của các cluster Na-S có chứa ligands trên bề mặt vật liệu hai chiều.