Con le persone che desiderano utilizzare dispositivi elettronici più piccoli, sono necessari sistemi di accumulo di energia più piccoli. I ricercatori dell'Università di Aalto in Finlandia hanno dimostrato la fabbricazione di film sottili di elettrodi di litio organici elettrochimicamente attivi, che aiutano a rendere le microbatterie più efficienti di prima. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica combinata di deposizione di strati atomici/molecolari (ALD/MLD), per preparare il tereftalato di litio, un materiale anodico recentemente trovato per una batteria agli ioni di litio.

Quando vengono prodotte le microbatterie, la sfida principale è renderli in grado di immagazzinare grandi quantità di energia in un piccolo spazio. Un modo per migliorare la densità di energia è produrre le batterie basate su architetture microstrutturate tridimensionali. Ciò può aumentare la superficie effettiva all'interno di una batteria, anche decine di volte. Però, la produzione di materiali adatti a questi si è rivelata molto difficile.

"ALD è un ottimo metodo per rendere i materiali delle batterie adatti alle architetture microstrutturate 3D. Il nostro metodo mostra che è possibile anche produrre materiali per elettrodi organici utilizzando ALD, che aumenta le opportunità di produrre microbatterie efficienti, ", afferma il dottorando Mikko Nisula della Aalto University.

Il processo di deposizione dei ricercatori per il Li-tereftalato si è dimostrato conforme ai principi di base della crescita di tipo ALD, comprese le reazioni di superficie autosaturate sequenziali, che è una necessità quando si punta a dispositivi a micro-ioni di litio con architetture tridimensionali. I film così come depositati risultano cristallini nell'intervallo di temperatura di deposizione di 200 - 280 ° C, che è una caratteristica altamente desiderata per un materiale per elettrodi, ma piuttosto insolito per i film sottili ibridi organico-inorganico.

Un'ottima capacità di velocità è accertata per i film di Li-tereftalato, senza bisogno di additivi conduttivi. Le prestazioni dell'elettrodo possono essere ulteriormente migliorate depositando un sottile strato protettivo di elettrolita a stato solido LiPON sopra il Li-tereftalato. Ciò produce strutture altamente stabili con una ritenzione della capacità di oltre il 97% dopo 200 cicli di carica/scarica a 3,2 C.

Lo studio sul metodo è stato ora pubblicato nell'ultima edizione di Nano lettere .