Forskere tager et nyt skridt i udviklingen af ​​mikroelektronik

Forskere ved Peter den Store St. Petersborg Polytekniske Universitet (SPbPU) udviklede en ny tilgang til at bestemme den bedste elektrodematerialesammensætning til solid-state lithium-ion-batterier. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Nanomaterialer .

Udviklingen af ​​miniatureenheder såsom sensorer og Internet of things (IoT) enheder kræver etablering af små og komplekse strømforsyninger med en høj energitæthed. Ifølge eksperter, traditionelle teknologier til produktion af lithium-ion batterier når deres grænser. Det er vanskeligt at reducere størrelsen og styre formen på strømkilden yderligere i de nødvendige nano- og mikrondimensioner. I mellemtiden mikro- og nanoelektroniske teknologier, såsom Atomic Layer Deposition, kan hjælpe med at producere miniature solid-state lithium-ion batterier med høj specifik energi.

Undersøgelse af de nye materialer i nanoskala til elektroder af lithium-ion-batterier, forskergruppen fra St. Petersburg Polytechnic University udviklede en metode til at bestemme den elektrokemiske kapacitet af hver komponent i nikkel-koboltoxidsystemet. Overgangsmetaloxider har en høj kapacitet og relativt lave omkostninger, som er påkrævet for at udvikle lithium-ion-batterier. I undersøgelsen af ​​tynde film opnået ved atomisk lagaflejring (ALD) blev brugt som anodematerialer og viste en høj ladekapacitet ved høje strømtætheder.

"Vi opnåede nikkel-koboltoxidmaterialer i en bred vifte af sammensætninger fra nikkeloxid til koboltoxid og foreslog en metode til at bestemme bidraget af kapaciteten af ​​hver af de elektrokemisk aktive komponenter i ladnings-/afladningsprocessen. Denne multifunktionelle teknik kan være bruges til at bestemme de bedste materialers sammensætninger til lithium-ion-batterier, " bemærker Dr. Maximov fra High School of Materials Physics and Technologies, Institut for Maskinteknik, Materialer og transport SPbPU.

I fremtiden, forskerne planlægger at bruge deres udviklinger til at skabe forbedrede katoder og faste elektrolytter til at producere en prototype af tyndfilm solid-state lithium-ion batterier.