Wetenschappers zetten een nieuwe stap in de ontwikkeling van micro-elektronica

Onderzoekers van Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU) hebben een nieuwe benadering ontwikkeld om de beste samenstelling van elektrodematerialen voor vaste lithium-ionbatterijen te bepalen. De resultaten van het onderzoek zijn in het tijdschrift gepubliceerd Nanomaterialen.

De ontwikkeling van miniatuurapparaten zoals sensoren en Internet of Things (IoT) -apparaten vereist het opzetten van kleine en complexe voedingen met een hoge energiedichtheid. Volgens experts bereiken traditionele technologieën voor de productie van lithium-ionbatterijen hun grenzen. Het is moeilijk om de grootte te verkleinen en de vorm van de stroombron verder te regelen in de vereiste nano- en micronafmetingen. Ondertussen kunnen micro- en nano-elektronische technologieën, zoals Atomic Layer Deposition, helpen bij het produceren van miniatuur solid-state lithium-ionbatterijen met hoge specifieke energie.

Bij het bestuderen van de nieuwe materialen op nanoschaal voor elektroden van lithium-ionbatterijen, ontwikkelde de onderzoeksgroep van St. Petersburg Polytechnic University een methode om de elektrochemische capaciteit van elk onderdeel van het nikkel-kobaltoxidesysteem te bepalen. Overgangsmetaaloxiden hebben een hoge capaciteit en relatief lage kosten, wat nodig is om lithium-ionbatterijen te ontwikkelen. Bij het onderzoek van dunne films verkregen door atomic layer deposition (ALD) werden gebruikt als anodematerialen en vertoonden ze een hoge laadcapaciteit bij hoge stroomdichtheden.

“We hebben nikkel-kobaltoxidematerialen verkregen in een breed scala aan samenstellingen, van nikkeloxide tot kobaltoxide, en hebben een methode voorgesteld om de bijdrage van de capaciteit van elk van de elektrochemisch actieve componenten van het laad- / ontladingsproces te bepalen. gebruikt om de samenstelling van de beste materialen voor lithium-ionbatterijen te bepalen, “merkt Dr. Maximov van High School of Materials Physics and Technologies, Institute of Mechanical Engineering, Materials and Transport SPbPU op.

In de toekomst zijn de wetenschappers van plan hun ontwikkelingen te gebruiken om verbeterde kathodes en vaste elektrolyten te maken om een ​​prototype van dunne-film vaste-stof lithium-ionbatterijen te produceren.