Tecnologia Atômica do Depósito da Camada para Baterias do Li-Íon por Beneq

Assuntos Cobertos

Vista Geral

Beneq Oy, baseado em Finlandia, é um fornecedor da tecnologia do equipamento e do revestimento para mercados globais. Beneq transforma inovações no sucesso desenvolvendo pedidos e equipamento para campos do cleantech e da energia renovável, especialmente nos mercados do vidro, os solares e emergir do filme fino. As aplicações do Revestimento incluem sistemas óticos, barreiras e camadas do passivation, assim como geração e conservação da energia. Beneq igualmente oferece serviços completos do revestimento. As aplicações do revestimento de Beneq são baseadas em duas plataformas de possibilidade da nanotecnologia: Depósito Atômico da Camada (ALD) e revestimento do aerossol (nHALO® e nAERO®).

Introdução

O depósito Atômico da camada (ALD) está deslocando de ser uma ferramenta da pesquisa na revelação da bateria a transformar-se uma ferramenta da produção viável e industrial para um número de produtos específicos. Beneq ALD é satisfeito estar no pelotão da frente desta revelação e capaz de servir seus clientes neste campo crescente da olá!-tecnologia.

Aplicações do Depósito Atômico da Camada para Baterias do Li-Íon

ALD foi aplicado recentemente com sucesso a diversos materiais necessários em baterias do lítio-íon (Li-Íon). Os materiais das barreiras (TiN) de difusão Titanium do nitreto e (Pt) do colector actual do cátodo da platina foram desenvolvidos por ALD para as camadas não-activas em baterias integradas 3D, consideram o Figo. 1. ALD fornece uma melhoria significativa do desempenho especialmente nas aplicações onde os revestimentos inteiramente constituídos são necessários em estruturas complexas. Além, Li-Contendo materiais tenha, apesar da dúvida comum a respeito da possibilidade, depositado por ALD.

Figura 1. Diagrama Esquemático de uma bateria 3D integrada em um Sisubstrate. O secção transversal mostra as várias camadas funcionais na pilha da bateria assim como os materiais do candidato. (Source: Knoops, H.C.M e outros, Transporte do ECS., 25 (2009) pp. 333-344.)

ALD é um método útil, e provado, de revestimento para diversas estruturas da bateria e umas camadas materiais, incluindo:

• prendendo micro e partículas nano-feitas sob medida a uma carcaça
• aplicando barreiras da difusão e da corrosão para superfícies de metal
• controlando as propriedades da difusão da superfície das partículas
• passivation de superfície no general
• costurando a composição de materiais porosos

Devido a seu da “mecanismo do crescimento de filme parte inferior acima”, a maioria de revestimentos de ALD são naturalmente furo de pino-livres. Esta característica é especialmente valiosa em aplicações da barreira e do passivation. Uma melhoria principal em propriedades da barreira é conseguida já em um regime da espessura de filme de 10 nanômetro, considera Fig. 2

Figura 2. taxas de transmissão do vapor de Água contra a espessura dos filmes₂₃ do AlO ALD crescidos no °C 120 no naphthalate do polietileno (PENA). (Source: Groner, M.D., e outros, Appl. Phys. Lett., 88 (2006).)

Tomando o Depósito Atômico da Camada em Pós e em Partículas

Combinar o revestimento constituído com as carcaças ínfimas cria oportunidades completamente novas de alterar as propriedades da difusão de materiais da bateria e, de estender mais importante ainda a vida e a estabilidade da bateria. Para reforçar mais seu oferecimento em ALD dos pós e das partículas, Beneq participou em uma parceria estratégica com ALD NanoSolutions, Inc., pioneiro e revelador da Partícula ALD™. O Fig. 3 apresenta os revestimentos benéficos do efeito ALD em partículas do cátodo tem no desempenho de baterias do Li-Íon.

Figura 3. desempenho da Carga-Descarga de baterias do Li-Íon com o ânodo sem revestimento das partículas do cátodo (preto) e₂ do cátodo e da grafite de LiCoO revestido por ALD com os 2 ciclos (vermelho) da alumina (AlO)₂₃. Dois ciclos de ALD do AlO₂₃ correspondem a um filme aproximadamente 2,5 Å (0,25 nanômetros) na espessura. Cobrar ocorrido em 4,5 V, em 1C (Source: Jung, Adv de Y.S. e outros. Esteiras. 22 (2010).)

Princípios da Tecnologia Atômica do Depósito da Camada

O depósito Atômico da camada (ALD) é um método em fase gasosa químico do depósito do filme fino. É baseado em seqüencial, auto-saturando as reacções de superfície. Dois ou mais produtos químicos do precursor, cada elementos diferentes de contenção dos materiais que estão sendo depositados, são introduzidos à superfície da carcaça sequencialmente, um de cada vez. Cada precursor satura completamente a superfície, assim formando um monolayer do material. ALD foi desenvolvido inicialmente para a produção de ecrãs planos eletroluminescentes do filme (TFEL) fino, mas é usado hoje para uma variedade de aplicações industriais, incluindo a fabricação do dispositivo de semicondutor.

As vantagens de ALD provêm do superfície-controlado e o princípio do crescimento de filme da auto-saturação, que pode ser utilizado em muitos conceitos verdes da energia diferentes das baterias do Li-Íon, incluindo células solares, células combustíveis da membrana da troca de protão (PEMFC) e células combustíveis contínuas do óxido (SOFC).

ALD é uma tecnologia de possibilidade do revestimento para produtos novos e melhorados. Fornece revestimentos e características do material que ou não pode ser o custo-eficiente conseguido com técnicas existentes, ou então não podem ser conseguidas de todo. Em curto, ofertas de ALD:

• controle preciso da espessura de filme, na escala verdadeira do nanômetro
• filmes furo de pino-livres para, passivation superior por exemplo, de barreira de camada e de superfície
• revestimento constituído dos grupos, das carcaças da grande área e dos objetos 3D complexos, incluindo materiais de maioria e pós porosos
• materiais e estruturas funcionais projetados e novos, tais como nanolaminates
• um processo altamente repetível e evolutivo pronto para a aplicação industrial

Para pós e partículas, ALD já tem uma reputação provada de aplicações do revestimento, incluindo catalizadores e nanofillers heterogêneos para compostos do polímero.

Equipamento Atômico do Depósito da Camada Oferecido por Beneq

Beneq é um fornecedor do equipamento do revestimento para a pesquisa, a revelação e a produção. Nós oferecemos uma paleta diversa do equipamento de ALD, das ferramentas puras da pesquisa aos laboriosos da produção industrial. Alguns de nossos sistemas são característicos da aplicação e conseqüentemente centrados sobre determinados processos e propriedades. Estes sistemas característicos da aplicação são o resultado do trabalho detalhado junto com os clientes que apontam para o equipamento de produção seguro e uma solução para sua oportunidade. Está Abaixo uma lista do nosso oferecimento do equipamento de ALD.

• TFS 200, para a pesquisa de ALD, incluindo a Partícula ALD™
• TFS 200R, para a pesquisa contínua de ALD
• TFS 500, para o R&D de ALD e a produção de grupo
• TFS 600, para a capsulagem de OLED
• TFS 1200, para a camada do amortecedor da célula solar dos CIGS
• TFS NX300, para o passivation de superfície da célula solar do c-Si
• P400A e P800, para a produção de ALD (Fig. 4)

Figura 4. pessoal de Beneq que tende a uma unidade de produção P800. Unidades de P400A na frente e no fundo.

Source: Beneq

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