RUDN Journal of Engineering ResearchRUDN Journal of Engineering ResearchВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования2312-81432312-8151Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)4974510.22363/2312-8143-2026-27-1-7-14GUXRGVArticlesСтатьиResearch ArticleVisualization of the Agglomeration Processof Copper Particles Used in the Manufacture of Current-Carrying Cellsof Lithium-Ion BatteriesВизуализация процесса агломерации частиц меди, используемых при изготовлении токосъемных элементов литий-ионных аккумуляторовhttps://orcid.org/0009-0004-1841-5922MityaginDaniil O.МитягинДаниил Олегович

Postgraduate student of the Department of Nanotechnology and Microsystems Engineering, Engineering Academy, RUDN University; Senior Lecturer at the Department of Physics and Technical Mechanics at the Institute of Applied Informatics and Industrial Programming of the Moscow Institute of Radio Engineering, Electronics and Automation

аспирант кафедры нанотехнологий и микросистемной техники, инженерная академия, Российский университет дружбы народов; старший преподаватель кафедры физики и технической механики Института прикладной информатики и индустриального программирования МИРЭА

mityagin.danya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6046-34009854-4380KoronnovAlexey A.КоронновАлексей Алексеевич

кандидат технических наук, доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники, инженерная академия

koronnov@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9089-14119696-6864AgasievaSvetlana V.АгасиеваСветлана Викторовна

кандидат технических наук, доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники, инженерная академия

agasieva-sv@rudn.ruMIREA - Russian Technological UniversityМИРЭА - Российский технологический университетRUDN UniversityРоссийский университет дружбы народов1304202627171413042026Copyright ©; 2026, Mityagin D.O., Koronnov A.A., Agasieva S.V.Copyright ©; 2026, Митягин Д.О., Короннов А.А., Агасиева С.В.2026Mityagin D.O., Koronnov A.A., Agasieva S.V.Митягин Д.О., Короннов А.А., Агасиева С.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/49745

The present study aims to conduct a comparative analysis of dispersion media used for the synthesis and storage of copper nanoparticles derived from copper formate, and to evaluate their suitability for application in current collectors. Particle characteristics in two media, namely ethyl alcohol and a mixture of alcohol and ethylene glycol, were investigated using dynamic light scattering, rheological analysis, and refractometry. The results demonstrate that the combined solvent system produces nanoparticles with a smaller average diameter (56.7 nm compared to 107.1 nm in pure alcohol) and a narrower size distribution, with 83.4% of particles falling within the 64-128 nm range. To visualise the data, particle size histograms were constructed, and the distributions were approximated using normal and Pearson distribution models. Experimental findings further indicate that the rate of particle agglomeration in the alcohol - ethylene glycol medium is approximately two times lower than in pure alcohol. On the basis of these results, the alcohol - ethylene glycol mixture can be recommended as a stabilising dispersion medium for the long-term storage of copper nanodispersions intended for use in current collector applications.

Цель исследования - сравнительный анализ дисперсионных сред для синтеза и хранения наночастиц меди, получаемых из формиата меди, с последующей оценкой их пригодности для использования в токосъемниках. Посредством применения методов динамического светорассеяния, реологии и рефрактометрии изучены характеристики частиц в средах «этиловый спирт» и «спирт + этиленгликоль». Показано, что использование комбинированной среды позволяет получать частицы с меньшим средним размером (56,7 нм против 107,1 нм) и более узким распределением (83,4 % частиц в диапазоне 64-128 нм). Для визуализации данных построены гистограммы и аппроксимированы законы распределения (нормальное и Пирсона). Экспериментально установлено, что скорость агломерации частиц в среде «спирт + этиленгликоль»в 2 раза ниже, чем в чистом спирте. На основании результатов сделан вывод о целесообразности применения смеси спирта с этиленгликолем в качестве стабилизирующей среды для долговременного хранения медной нанодисперсии.

lithium-ion batterycurrent collectorscopper nanoparticle dispersionagglomerationdynamic light scatteringnormal distributionPearson distributionсистемы накопления энергиитокосъемникинанодисперсия медидинамическое светорассеяниенормальное распределениераспределение ПирсонарегрессияMonakov Y, Tarasov A, Ivannikov A, Murzintsev A, Shutenko N. Optimization of equipment operation in power systems based on the use in the design of frequency-dependent models. Energies. 2023;16(18):6756. https://doi.org/10.3390/en16186756 EDN: UFOGNTMonakov Y., Tarasov A., Ivannikov A., Murzintsev A., Shutenko N. Optimization of equipment operation in power systems based on the use in the design of frequency-dependent models // Energies. 2023. Vol. 16. No. 18. Article no. 6756. https://doi.org/10.3390/en16186756 EDN: UFOGNTBulatov Y, Kryukov A, Suslov K. Innovative Technologies for controlling modes of power supply systems using renewable energy sources. In: Lazaroiu G.C., Roscia M., Dancu V.S. (eds.) Energy transition holistic impact challenge (ETHIC): A new environmental and climatic era. Environmental science and engineering. Springer Publ.; 2024. р. 299–344. https://doi.org/10.1007/978-3-031-55448-3_13Bulatov Y., Kryukov A., Suslov K. Innovative technologies for controlling modes of power supply systems using renewable energy sources // Energy transition holistic impact challenge (ETHIC): A new environmental and climatic era. Environmental science and engineering / G.C. Lazaroiu, М. Roscia, V.S. Dancu (eds). Springer Publ.; 2024. р. 299-344. https://doi.org/10.1007/978-3-031-55448-3_13Kaliberda IV. On the regulatory and legal support of electrical safety at electric power facilities and power receivers. Occupational Safety in Industry. 2025;(7):26–31. (In Russ.) EDN: AQFOSCКалиберда И.В. О нормативно-правовом обеспечении электробезопасности на объектах электроэнергетики и энергопринимающих установках // Безопасность труда в промышленности. 2025. № 7. С. 26-31. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2025-7-26-31 EDN: AQFOSCTrofimov VB, Temkin IO, Solodov SV. Application of case-based reasoning in hazard evaluation in complex process flow control. Eurasian Mining. 2023;40(2):41–46. http://doi.org/10.17580/em.2023.02.09 EDN: GWVUIJTrofimov V.B., Temkin I.O., Solodov S.V. Application of case-based reasoning in hazard evaluation in complex process flow control // Eurasian Mining. 2023. Vol. 40. No. 2. P. 41-46. http://doi.org/10.17580/em.2023.02.09 EDN: GWVUIJFilina OA. Analyzing electrical safety in electrical grids of industrial enterprises. Occupational Safety in Industry. 2025;(6):78–84. (In Russ.) http://doi.org/10.24000/0409-2961-2025-6-78-84 EDN: RHDUWHФилина О.А. Анализ электробезопасности в электрических сетях промышленных предприятий // Безопасность труда в промышленности. 2025. № 6. С. 78-84. http://doi.org/10.24000/0409-2961-2025-6-78-84 EDN: RHDUWHKhekert EV, Malozyomov BV, Klyuev RV, Martyushev NV, Konyukhov VY, Kukartsev VV, Antamoshkin OA, Remezov IS. Battery charging simulation of a passenger electric vehicle from a traction voltage inverter with an integrated charger. World Electric Vehicle Journal. 2025;16(7):391. https://doi.org/10.3390/wevj16070391Khekert E.V., Malozyomov B.V., Klyuev R.V., Martyushev N.V., Konyukhov V.Y., Kukartsev V.V., Antamoshkin O.A., Remezov I.S. Battery charging simulation of a passenger electric vehicle from a traction voltage inverter with an integrated charger // World Electric Vehicle Journal. 2025. Vol. 16. No. 7. Article no. 391. https://doi.org/10.3390/wevj16070391Sharma V, Basak S, Ali SW. Synthesis of copper nanoparticles on cellulosic fabrics and evaluation of their multifunctional performances. Cellulose. 2022;29:7973–7988. https://doi.org/10.1007/s10570-022-04709-0 EDN: OMJYEFSharma V., Basak S., Ali S.W. Synthesis of copper nanoparticles on cellulosic fabrics and evaluation of their multifunctional performances // Cellulose. 2022. Vol. 29. P. 7973-7988. https://doi.org/10.1007/s10570-022-04709-0 EDN: OMJYEFNasrollahzadeh M, Momeni SS, Sajadi SM. Green synthesis of copper nanoparticles using Plantago asiatica leaf extract and their application for the cyanation of aldehydes using K4Fe(CN)6. Journal of Colloid and Inter-face Science. 2017;506:471–477. http://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.07.072Nasrollahzadeh M., Momeni S.S., Sajadi S.M. Green synthesis of copper nanoparticles using Plantago asiatica leaf extract and their application for the cyanation of aldehydes using K4Fe(CN)6 // Journal of Colloid and Interface Science. 2017. Vol. 506. P. 471-477. http://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.07.072Yuan H, Liu J, Lu Y, Zhao C, Cheng X, Nan H, Liu Q, Huang J, Zhang Q. Toward Practical all-solid-state batteries with sulfide electrolyte: A Review. Chemical Research in Chinese Universities. 2020;36(3):377–385. http://doi.org/10.1007/s40242-020-0103-5Yuan H., Liu J., Lu Y., Zhao C., Cheng X., Nan H., Liu Q., Huang J., Zhang Q. Toward Practical all-solid-state batteries with sulfide electrolyte: A review // Chemical Research in Chinese Universities. 2020. Vol. 36. No. 3. P. 377-385. http://doi.org/10.1007/s40242-020-0103-5Jia H, Xu W. Electrolytes for high-voltage lithium batteries. Trends in Chemistry. 2022:4(7):627–642. https://doi.org/10.1016/j.trechm.2022.04.010 EDN: ZANDKBJia H., Xu W. Electrolytes for high-voltage lithium batteries // Trends in Chemistry. 2022. Vol. 4. No. 7. P. 627-642. https://doi.org/10.1016/j.trechm.2022.04.010 EDN: ZANDKBWang X. Advanced materials for lithium-ion batteries and modification strategies in elimination of lithium dendrite. Highlights in Science. Engineering and Technology. 2022;17:30–37. https://doi.org/10.54097/hset.v17i.2433Wang X. Advanced materials for lithiumion batteries and modification strategies in elimination of lithium dendrite. Highlights in Science // Engineering and Technology. 2022. Vol. 17. P. 30-37. https://doi.org/10.54097/hset.v17i.2433Scrosati B, Abraham KM, Van Schalkwijk W, Hassoun J. Lithium Batteries: Advanced Technologies and Applications. John Wiley & Sons, Inc.; 2013. http://doi.org/10.1002/9781118615515Scrosati B., Abraham K.M., Van Schalkwijk W., Hassoun J. Lithium Batteries: Advanced Technologies and Applications. John Wiley & Sons, Inc.; 2013. 374 p. http://doi.org/10.1002/9781118615515Shi Q, Lu Ch, Cao Y, Hao Y, Bachmatiuke A, Rümmeli MH. Recent developments in current collectors for lithium metal anodes. Materials Chemistry Frontiers. 2023;7:1298–1311. https://doi.org/10.1039/D3QM00029J EDN: UITPYEShi Q., Lu Ch., Cao Y., Hao Y., Bachmatiuke A, Rümmeli MH. Recent developments in current collectors for lithium metal anodes // Materials Chemistry Frontiers. 2023. Vol. 7. P. 1298-1311. https://doi.org/10.1039/D3QM00029J EDN: UITPYEGhosh S, Bhattacharjee U, Bhowmik S, Martha SK. A review on high-capacity and high-voltage cathodes for next-generation lithium-ion batteries. Journal of Energy and Power Technology. 2022;1(1):002. http://doi.org/10.21926/jept.2201002Ghosh S., Bhattacharjee U., Bhowmik S., Martha S.K. A review on high-capacity and high-voltage cathodes for next-generation lithium-ion batteries // Journal of Energy and Power Technology. 2022. Vol. 1. No. 1. Article no. 002. http://doi.org/10.21926/jept.2201002Maksimenko LA. Regulatory aspects and practical approaches to data visualization. Scientific Visualization. 2024;16(4):120–128. (In Russ.) http://doi.org/10.26583/sv.16.4.11 EDN: UIHIEVМаксименко Л.А. Нормативные аспекты и практические подходы к визуализации данных // Научная визуализация. 2024. Т. 16. № 4. С. 120-128. http://doi.org/10.26583/sv.16.4.11 EDN: UIHIEVSaveleva EO, Savelev IL, Ivannikov AL, Solodov SV. Prospects of virtual and augmented reality technology integration into intelligent occupational safety management systems. Occupational Safety in Industry. 2025;(8):58–63. (In Russ.) EDN: DWWOOLСавельева Е.О., Савельев И.Л., Иванников А.Л., Солодов С.В. Перспективы интеграции технологий виртуальной и дополненной реальности в интеллектуальные системы управления безопасностью труда // Безопасность труда в промышленности. 2025. № 8. С. 58-63. EDN: DWWOOL