Годовой отчет Центр НТИ по направлению «Технологии мобильных накопителей энергии» «Мобильные накопители энергии» на базе федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет) о результатах 2024 года, работах и мероприятиях, взаимодействии с внешними партнерами и заказчиками.
В 2024 года итоговая численность сотрудников Центра НТИ составила 168 человек. Для реализации мероприятий Программы Центра НТИ за два года работы было создано семь базовых подразделений:
- проектно-административный отдел ЦМНЭ, который включает в себя заместителя директора по административной работе, руководителей направлений, руководителей проектов, специалистов по финансовой и закупочной деятельности, аналитиков и делопроизводителей;
- научно-конструкторский отдел ЦМНЭ возглавляет заместитель директора по науке. Отдел состоит из лаборатории технологий ионнообменных процессов, лаборатории пост-литий-ионных электрохимических систем, конструкторского бюро и испытательного участка. На базе испытательного участка открыты две испытательные лаборатории: испытательная лаборатория, в том числе ЛИА и испытательная лаборатория аккумуляторных модулей и батарей с рабочим напряжением до 64 В. Сюда входят все научные сотрудники Центра, конструкторы, схемотехники, программисты и испытатели;
- технологический отдел ЦМНЭ возглавляет главный технолог. Ему подчиняются сотрудники технологического бюро ТО ЦМНЭ и сборочного участка, а также специалисты опытно-производственного участка ТО ЦМНЭ;
- центр электрической робототехники занимается спецпроектами в области робототехники, искусственного интеллекта и симбиотического проектирования;
- испытательная лаборатория накопителей энергии;
- отдел развития и перспективных проектов.
- проектно-административный отдел ЦМНЭ, который включает в себя заместителя директора по административной работе, руководителей направлений, руководителей проектов, специалистов по финансовой и закупочной деятельности, аналитиков и делопроизводителей;
- научно-конструкторский отдел ЦМНЭ возглавляет заместитель директора по науке. Отдел состоит из лаборатории технологий ионнообменных процессов, лаборатории пост-литий-ионных электрохимических систем, конструкторского бюро и испытательного участка. На базе испытательного участка открыты две испытательные лаборатории: испытательная лаборатория, в том числе ЛИА и испытательная лаборатория аккумуляторных модулей и батарей с рабочим напряжением до 64 В. Сюда входят все научные сотрудники Центра, конструкторы, схемотехники, программисты и испытатели;
- технологический отдел ЦМНЭ возглавляет главный технолог. Ему подчиняются сотрудники технологического бюро ТО ЦМНЭ и сборочного участка, а также специалисты опытно-производственного участка ТО ЦМНЭ;
- центр электрической робототехники занимается спецпроектами в области робототехники, искусственного интеллекта и симбиотического проектирования;
- испытательная лаборатория накопителей энергии;
- отдел развития и перспективных проектов.
Сведения о Консорциуме
Консорциум Центра компетенций включает лидирующие профильные центры разработки практически по всем переделам в цепочке создания энергоустановок для электротранспорта и стационарных накопителей энергии (кроме извлечения сырья из недр), научно-образовательных учреждений, а также индустриальных партнеров – производителей и потребителей материалов, компонентов, аккумуляторов, батарей и систем энергообеспечения.
В 2024 году консорциум ЦК НТИ насчитывал 23 члена:
✔5 научных организаций (ФИЦ ХФ РАН, ИОХ РАН, ФИЦ ПХФ и МХ РАН, ИХТТМ СО РАН, ИНУМИТ)
✔5 образовательных организаций (МФТИ, Физтех, Сколтех, МГУ им М.В. Ломоносова, НГТУ, ЮРГПУ (НПИ) им М.И. Платова)
✔13 индустриальных партнеров (ООО «Инэнерджи», ООО «НИЦ «ТОПАЗ», ООО «ИНГРАФ», ООО «ПТЕРО», АО «ФЭСКОМ», ООО «Экспортхимтех», АНО «ЦИСИС ФМТ», ООО «Проминтех», ООО «Н2 Инвест», АО «Аккумуляторная Компания «Ригель», ПАО «Сатурн», АО «МЕТАЛИОН», ООО «КБ 3303»)
Важным событием в развитии Центра НТИ в 2024 году стало вступление ООО «КБ 3303» в члены консорциума. ООО «КБ 3303» имеет большой опыт разработки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и систем их управления. Обладает компетенциями в области создания технологий и опытно-конструкторских работ электронной компонентной базы (ОКР ЭКБ). Ведет работы по внедрению систем автоматизации с использованием методов искусственного интеллекта и машинного обучения в сфере беспилотных авиационных систем (БАС).
Консорциум Центра компетенций включает лидирующие профильные центры разработки практически по всем переделам в цепочке создания энергоустановок для электротранспорта и стационарных накопителей энергии (кроме извлечения сырья из недр), научно-образовательных учреждений, а также индустриальных партнеров – производителей и потребителей материалов, компонентов, аккумуляторов, батарей и систем энергообеспечения.
В 2024 году консорциум ЦК НТИ насчитывал 23 члена:
✔5 научных организаций (ФИЦ ХФ РАН, ИОХ РАН, ФИЦ ПХФ и МХ РАН, ИХТТМ СО РАН, ИНУМИТ)
✔5 образовательных организаций (МФТИ, Физтех, Сколтех, МГУ им М.В. Ломоносова, НГТУ, ЮРГПУ (НПИ) им М.И. Платова)
✔13 индустриальных партнеров (ООО «Инэнерджи», ООО «НИЦ «ТОПАЗ», ООО «ИНГРАФ», ООО «ПТЕРО», АО «ФЭСКОМ», ООО «Экспортхимтех», АНО «ЦИСИС ФМТ», ООО «Проминтех», ООО «Н2 Инвест», АО «Аккумуляторная Компания «Ригель», ПАО «Сатурн», АО «МЕТАЛИОН», ООО «КБ 3303»)
Важным событием в развитии Центра НТИ в 2024 году стало вступление ООО «КБ 3303» в члены консорциума. ООО «КБ 3303» имеет большой опыт разработки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и систем их управления. Обладает компетенциями в области создания технологий и опытно-конструкторских работ электронной компонентной базы (ОКР ЭКБ). Ведет работы по внедрению систем автоматизации с использованием методов искусственного интеллекта и машинного обучения в сфере беспилотных авиационных систем (БАС).
Научно-исследовательская деятельность Центра НТИ
В части научно-исследовательского направления основной задачей Центра НТИ является реализация проектов НИОКР и ОКР, касающихся всех переделов (от производства ключевых материалов до конечных решений) в создании электрохимических мобильных систем накопления энергии, а также стационарных систем, требующихся, например, в зарядной инфраструктуре.
В части научно-исследовательского направления основной задачей Центра НТИ является реализация проектов НИОКР и ОКР, касающихся всех переделов (от производства ключевых материалов до конечных решений) в создании электрохимических мобильных систем накопления энергии, а также стационарных систем, требующихся, например, в зарядной инфраструктуре.
В 2024 году в области научно-исследовательского направления, связанного с разработкой отечественных материалов для аккумуляторов, были проведены работы по следующим направлениям:
1. Подробно изучены характеристики катодов для литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) на основе смешанного фосфата лития-железа-марганца LiFe0.25Mn0.75PO4 c разрядной емкостью 150 мАч/г, методика синтеза которого была разработана в ходе мероприятий Центра в 2023 году. В рамках мероприятий, направленных на повышение уровня технологического суверенитета по данному направлению, были проведены работы по совершенствованию методов получения катодного материала на основе смешанного фосфата лития-марганца-железа
2. Были проведены работы по масштабированию технологии производства прекурсора катодного материала на основе смешанного оксида лития-никеля-марганца-кобальта со структурой ядро-оболочка (CS-NMC).
3. Проводилась работа по разработке методик модифицирования анодных материалов на основе искусственного графита.
4. Велись работы по разработке технологий получения этиленкарбоната для жидких электролитов ЛИА, а также работы над полимерными электролитами для твердотельных ЛИА.
В части разработки технологий создания металл-ионных аккумуляторов велась аналитическая работа на основе отечественной и иностранной научной и патентной информации с целью определения современных тенденций развития отрасли. В практическом плане велись работы по созданию анодных и катодных смесей на основе полиэтиленоксида (ПЭО) для твердотельных (ТТ) ЛИА, а также твердого электролита для подобных химических источников тока (ХИТ).
В 2024 году специалистами Центра НТИ освоены технологические процессы всех стадий изготовления аккумуляторов на основе импортных высоконикелевых катодных материалов и графита, обладающие высокой емкостью. Были изготовлены серии аккумуляторов, показавшие удельную энергию на уровне до 270 Вт·ч/кг. Кроме того, были изготовлены и испытаны опытные серии аккумуляторов на основе импортных смешанных фосфатов лития-железа, обладающие повышенной пожаробезопасностью. Была изготовлена и испытана серия макетных образцов аккумуляторов с высокой удельной мощностью на основе импортного кобальтата лития. В рамках подготовки технического проекта проведен подбор оптимальных материалов и проведены расчеты аккумулятора с высоким циклическим ресурсом и повышенной надежностью и безопасностью для применения в условиях автономности от электросетей.
В рамках мероприятий, направленных на развитие технологий аккумуляторных батарей (АКБ, ЛИАКБ) были проведены работы по проектированию и изготовлению двухуровневой системы контроля и управления (СКУ) аккумуляторной батареей, обеспечивающей повышенную безопасность эксплуатации аккумуляторов. Разработана КД на стационарную систему накопления энергии (СНЭ) в формате транспортного контейнера.
1. Подробно изучены характеристики катодов для литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) на основе смешанного фосфата лития-железа-марганца LiFe0.25Mn0.75PO4 c разрядной емкостью 150 мАч/г, методика синтеза которого была разработана в ходе мероприятий Центра в 2023 году. В рамках мероприятий, направленных на повышение уровня технологического суверенитета по данному направлению, были проведены работы по совершенствованию методов получения катодного материала на основе смешанного фосфата лития-марганца-железа
2. Были проведены работы по масштабированию технологии производства прекурсора катодного материала на основе смешанного оксида лития-никеля-марганца-кобальта со структурой ядро-оболочка (CS-NMC).
3. Проводилась работа по разработке методик модифицирования анодных материалов на основе искусственного графита.
4. Велись работы по разработке технологий получения этиленкарбоната для жидких электролитов ЛИА, а также работы над полимерными электролитами для твердотельных ЛИА.
В части разработки технологий создания металл-ионных аккумуляторов велась аналитическая работа на основе отечественной и иностранной научной и патентной информации с целью определения современных тенденций развития отрасли. В практическом плане велись работы по созданию анодных и катодных смесей на основе полиэтиленоксида (ПЭО) для твердотельных (ТТ) ЛИА, а также твердого электролита для подобных химических источников тока (ХИТ).
В 2024 году специалистами Центра НТИ освоены технологические процессы всех стадий изготовления аккумуляторов на основе импортных высоконикелевых катодных материалов и графита, обладающие высокой емкостью. Были изготовлены серии аккумуляторов, показавшие удельную энергию на уровне до 270 Вт·ч/кг. Кроме того, были изготовлены и испытаны опытные серии аккумуляторов на основе импортных смешанных фосфатов лития-железа, обладающие повышенной пожаробезопасностью. Была изготовлена и испытана серия макетных образцов аккумуляторов с высокой удельной мощностью на основе импортного кобальтата лития. В рамках подготовки технического проекта проведен подбор оптимальных материалов и проведены расчеты аккумулятора с высоким циклическим ресурсом и повышенной надежностью и безопасностью для применения в условиях автономности от электросетей.
В рамках мероприятий, направленных на развитие технологий аккумуляторных батарей (АКБ, ЛИАКБ) были проведены работы по проектированию и изготовлению двухуровневой системы контроля и управления (СКУ) аккумуляторной батареей, обеспечивающей повышенную безопасность эксплуатации аккумуляторов. Разработана КД на стационарную систему накопления энергии (СНЭ) в формате транспортного контейнера.
Образовательная деятельность Центра НТИ
В 2024 году Центром НТИ была реализована программа дополнительного профессионального образования «Мобильные накопители энергии» объемом 72 академических часа в формате онлайн-курса (заочная форма) и школы-конференции (очно-заочная форма) для студентов, аспирантов и молодых ученых, проводящих исследования в области вторичных химических источников тока. В разработке и реализации данной программы приняли участие 11 лекторов, в том числе участники консорциума: ФИЦ ХФ РАН, МГУ, ИОХ РАН.
Десять организаций провели обучение своих сотрудников по данной образовательной программе. В их числе: ООО «ИНТЭР», ООО «Инэнерджи», ООО «Арсенал», ООО «Квант», ФГУП «ЦНИИХМ», ООО «Витек» и другие.
В 2024 году была создана собственная кафедра электрохимической энергетики, где реализуется программа магистратуры «Мобильные накопители энергии». На кафедре обучается 22 человека: 6 бакалавров, 5 аспирантов и 11 магистров 1 и 2 курса.
В 2024 году Центром НТИ была реализована программа дополнительного профессионального образования «Мобильные накопители энергии» объемом 72 академических часа в формате онлайн-курса (заочная форма) и школы-конференции (очно-заочная форма) для студентов, аспирантов и молодых ученых, проводящих исследования в области вторичных химических источников тока. В разработке и реализации данной программы приняли участие 11 лекторов, в том числе участники консорциума: ФИЦ ХФ РАН, МГУ, ИОХ РАН.
Десять организаций провели обучение своих сотрудников по данной образовательной программе. В их числе: ООО «ИНТЭР», ООО «Инэнерджи», ООО «Арсенал», ООО «Квант», ФГУП «ЦНИИХМ», ООО «Витек» и другие.
В 2024 году была создана собственная кафедра электрохимической энергетики, где реализуется программа магистратуры «Мобильные накопители энергии». На кафедре обучается 22 человека: 6 бакалавров, 5 аспирантов и 11 магистров 1 и 2 курса.
Потенциал коммерциализации проектов Центра НТИ
За два года работы Центра НТИ «Мобильные накопители энергии» с запросами на разработку батарей обратились: АО НПК «Барл», ООО «Рэнера», ООО «Спутникс», ООО «Стилсофт», АО «МЕТАЛИОН», ПАО «КАМАЗ», АО «ГНПП «Регион, АО ЦКБ «Лазурит», Мосметрополитен, ФГУП «НАМИ», ООО «Инэнреджи», ООО «КБ 3303». Все это говорит о высоком интересе к нашим разработкам со стороны потенциальных заказчиков.
В 2024 году по доходным договорам были проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по таким перспективным направлениям как: прикладная робототехника, аэрокосмос и беспилотные летательные аппараты (БПЛА).
За два года работы Центра НТИ «Мобильные накопители энергии» с запросами на разработку батарей обратились: АО НПК «Барл», ООО «Рэнера», ООО «Спутникс», ООО «Стилсофт», АО «МЕТАЛИОН», ПАО «КАМАЗ», АО «ГНПП «Регион, АО ЦКБ «Лазурит», Мосметрополитен, ФГУП «НАМИ», ООО «Инэнреджи», ООО «КБ 3303». Все это говорит о высоком интересе к нашим разработкам со стороны потенциальных заказчиков.
В 2024 году по доходным договорам были проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по таким перспективным направлениям как: прикладная робототехника, аэрокосмос и беспилотные летательные аппараты (БПЛА).
