Группа российских ученых  из ФИЦ ПХФ и МХ РАН (Черноголовка), УГНТУ (Уфа) и ИФМ УрО РАН (Екатеринбург) предложила новый простой способ создания катодных материалов для литий-и калий-ионных аккумуляторов на основе проводящего полимера полианилина (PANI), многостенных углеродных нанотрубок (MWCNTs) и серы. Способ основан на химической полимеризации анилина in situ в присутствии MWCNTs и аммоний персульфата, что обеспечило равномерное распределение компонентов в композите. Размер наночастиц серы составил ~20 нм, что повысило ее доступность для электрохимических реакций. Низкое содержание серы  (до 25% по массе) позволило избежать типичных проблем классических литий-серных аккумуляторов, таких как растворимость полисульфидов и низкая проводимость.

Один из наиболее многообещающих композитов PANI/MWCNT/S с 3–5% серы показал удельную емкость 165 мА·ч/г при плотности тока 100 мА/г и среднем напряжении разряда 2,4 В. Это превышает соответствующие значения для чистого полианилина и его компoзитов с нанотрубками без серы.

Помимо литиевых ячеек, ученые впервые провели предварительные испытания созданных композитных катодов (на основе PANI и его производного полианизидина) в калиевых аккумуляторах. В качестве анода использовался жидкий сплав калия и натрия (K-Na). Эти результаты открывают путь к изучению возможности создания более доступных и масштабируемых аккумуляторов “пост-литиевой” эпохи.

Исследование опубликовано в журнале Synthetic Metals и предлагает новый подход к созданию органических электродных материалов, который поможет уменьшить число синтетических шагов и уменьшить затраты на производство катодов.

Lyaysan R. Latypova, Ildar A. Mustafin, Yuriy I. Baluda, Gulsum S. Usmanova, Ivan S. Zhidkov, Nadezhda N. Dremova, Pavel A. Troshin, Olga A. Kraevaya, Sergey M. Aldoshin, Akhat G. Mustafin // Sulfur-decorated polyaniline-nanotube composites as cathode materials for lithium metal batteries // Synthetic Metals
Volume 313, August 2025, 117895, Q-2, IF=4.6

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2025.117895