Forskere udviklede fremstillingsmetode til batterier med organiske elektrodematerialer

Med folk, der ønsker at bruge mindre elektroniske enheder, mindre energilagringssystemer er nødvendige. Forskere ved Aalto -universitetet i Finland har demonstreret fremstilling af elektrokemisk aktive organiske litiumelektroder tynde film, som hjælper med at gøre mikrobatterier mere effektive end før. Forskere brugte en kombineret atom/molekylær lagdeponering (ALD/MLD) teknik, til fremstilling af lithiumterephthalat, et nyligt fundet anodemateriale til et lithium-ion batteri.

Når mikrobatterier fremstilles, den centrale udfordring er at gøre dem i stand til at lagre store mængder energi i et lille rum. En måde at forbedre energitætheden på er at fremstille batterierne baseret på tredimensionelle mikrostrukturerede arkitekturer. Dette kan øge den effektive overflade inde i et batteri- endda snesevis af gange. Imidlertid, produktionen af ​​materialer, der passer til disse, har vist sig at være meget vanskelig.

"ALD er en fantastisk metode til at få batterimaterialer til at passe til 3D mikrostrukturerede arkitekturer. Vores metode viser, at det er muligt endda at producere organiske elektrodematerialer ved hjælp af ALD, hvilket øger mulighederne for at fremstille effektive mikrobatterier, ”siger doktorand Mikko Nisula fra Aalto University.

Forskernes deponeringsproces for Li-terephthalat viser sig at overholde godt med de grundlæggende principper for vækst af ALD-typen, herunder de sekventielle selvmættede overfladereaktioner, hvilket er en nødvendighed, når man sigter mod mikro-lithium-ion-enheder med tredimensionelle arkitekturer. De som deponerede film viser sig at være krystallinske over deponeringstemperaturområdet på 200 - 280 ° C, hvilket er et træk, der er meget ønsket for et elektrodemateriale, men ret usædvanligt for hybrid organisk-uorganiske tynde film.

Der er konstateret en fremragende hastighedsevne for Li-terephthalat-filmene, uden ledende tilsætningsstoffer påkrævet. Elektrodens ydeevne kan forbedres yderligere ved at deponere et tyndt beskyttende LiPON solid-state elektrolytlag oven på Li-terephthalat. Dette giver meget stabile strukturer med en kapacitetsopbevaring på over 97% efter 200 opladnings-/afladningscyklusser ved 3,2 C.

Undersøgelsen om metoden er nu blevet offentliggjort i den seneste udgave af Nano bogstaver .