skoltech_maltsev_202510.pdf

• Мальцев Алексей Павлович, аспирант, инженер-исследователь Сколковский Институт Науки и Технологий (Сколтех); исполнитель проекта РНФ Институт Неорганической Химии СО РАН им. А.В. Николаева.

В данной работе методами компьютерного дизайна проведено исследование новых материалов для полностью твердотельных аккумуляторов. Основное внимание уделено систематическому изучению бинарных систем щелочных металлов (Li, Na, K) с германием и скринингу галогенидных соединений состава Li₃MX₆ (M = In, Ga, La; X = F, Cl, Br, I) с целью поиска перспективных твердых электролитов и анодных материалов.

Установлено, что германиды лития и натрия характеризуются высокой ионной проводимостью (порядка 10⁻² – 10⁻¹ См/см), сопоставимой с классическими твердыми электролитами, что делает их перспективными для применения в качестве анодов.

В классе галогенидов предсказаны два новых метастабильных соединения – Li₃InF₆ и Li₃InI₆, обладающих трехмерными путями диффузии ионова лития и высокой ионной проводимостью (0.55 и 2.18 мСм/см соответственно). Li₃InF₆ демонстрирует широкое электрохимическое окно (~4.0 В) и высокий модуль сдвига, что указывает на его потенциал для подавления роста дендритов. Дополнительно предсказан ряд новых стабильных соединений (Li₅MX₈, LiM₂X₉).

Результаты работы, опубликованные в высокорейтинговых научных журналах, представляют значительный интерес для разработки аккумуляторов нового поколения с улучшенными характеристиками безопасности и энергоемкости.

• Грант РНФ № 22-73-00219 «Компьютерный дизайн новых электролитов для твердотельных аккумуляторов», руководитель: Чепкасов Илья Васильевич, 2022-2024.
• Грант РНФ № 19-72-30043 «Лаборатория компьютерного дизайна новых материалов», руководитель: Оганов Артем Ромаевич, 2023-2025
• Грант РНФ № 23-13-00117 «Новые сложные оксиды для термобарьерных покрытий: кристаллохимический дизайн, компьютерное моделирование, синтез и изучение функциональных свойств», руководитель: Солодовников Сергей Фёдорович, 2023-2025

• Iosimovska, A. V., Maltsev, A. P., Chepkasov, I. V., Oganov, A. R. (2024). Thermodynamic stability and ionic conductivity in lithium–germanium binary system. Applied Physics Letters, 124(16). https://doi.org/10.1063/5.0208577 (Q1, IF=3.6)
• Maltsev, A. P., Iosimovska, A. V., Chepkasov, I. V., Oganov, A. R. (2025). Structure transformations and ionic conductivity in germanides of sodium and potassium. Journal of Materials Chemistry A, 13, 14612-14619 https://doi.org/10.1039/D5TA01128K (Q1, IF=10.6)
• Dallakyan, O. L., Maltsev, A. P., Chepkasov, I. V., Aghamalyan, M. A., Hunanyan, A. A., Petrosyan, N.Z., Chobanyan, M. S., Sahakyan, M. T., Khachatryan, L. G., Oganov, A. R., Zakaryan, H. A. (2025) Computational screening for novel solid-state electrolytes in Li3MX6 composition. Journal of Energy Chemistry, 112, 495-504 https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.08.047 (Q1, IF=14.9)
• Mikhailova, A. A., Maltsev, A. P., Mendes, P. C. D., Zamudio, F. B., Oganov, A. R., Kozlov S. M., (2025) Structure and Adsorption Properties of Cu-Au Nanoparticles in Harsh Reactive Environments. Journal of Chemical Physics, 163, 124302 https://doi.org/10.1063/5.0288099 (Q1, IF=3.1)