用于微电池的涂薄膜阴极的原子层沉积
Aaron O'Donoghue1, Micheál Shine1, Ian M Povey1
1Tyndall National Institute, Lee Maltings, University College Cork, T12 R5CP Cork, Ireland.
International journal of molecular sciences
|July 14, 2023
概括
薄薄的合金涂层通过提高充电放电率和防止结构损坏,提高了微型电池中的氧化性能. 这种3纳米涂层提供了显著的循环效益和高速率的能力,用于先进的能量存储.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 氧化 (LiCoO2) 是微型电池的关键阴极材料.
- 高潜力极限可能会导致LiCoO2.2的结构损坏和不可逆转的容量损失.
- 无粘合剂薄膜为微型电池制造提供了优势.
研究的目的:
- 为了研究原子层沉积 (ALD) (Al2O3) 涂层对LiCoO2薄膜的影响.
- 为了提高LiCoO2在金属微电池中的电化学性能和循环稳定性.
- 探索Al2O3涂层厚度和潜在上限对性能的影响.
主要方法:
- 无粘合剂LiCoO2薄膜的喷射沉积. 没有粘合剂的LiCoO2薄膜.
- 不同厚度的Al2O3涂层的原子层沉积 (例如,3nm).
- 电化学测试包括在不同电位极限 (4.2,4.4,4.5V) 和高电流密度 (147μA cm-2) 的电荷-放电循环.
主要成果:
- 3纳米的Al2O3涂层显著改善了充放电动力学,并抑制了有害的相位过渡.
- 电化学性能在4.4V的电位上限时得到增强.
- 涂层的LiCoO2表现出高速率的能力,在100个循环时保持87%的容量,在400个循环时保持70%的容量.
- 观察到在LiCoO2结构中的兴奋剂的证据.
结论:
- 用ALD沉积的Al2O3涂层有效地提高了微电池LiCoO2薄膜的电化学性能和循环稳定性.
- 3纳米的Al2O3涂层提供了最佳的效益,提高了高速率能力和循环寿命.
- 这些发现突显了表面修饰对于先进金属微电池开发的潜力.
