DOI: https://doi.org/10.20535/1970.58(2).2019.189493

НОВІТНІЙ ПІДХІД ДО ВИКОРИСТАННЯ ПЛІВОК ОКСИДУ ОЛОВА ДЛЯ ДЖЕРЕЛ ВІДНОВЛЮВАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ

Valeriy Rodionov, Sergiy Soroka, Evgenii Rodionov

Анотація


В роботі розглянуто технології отримання активних елементів для літій-іонних акумуляторів на основі
напилення плівки графіту і нанесення на неї шару оксиду олова. Отриманий результат, при використанні плів-
ки SnO2, показує, що параметри незворотної ємності можуть перевищувати значення зворотної ємності, що
отримуються просто на чистому графіті (300-350 mАгод/гр). Це показує перспективність створення актив-
ного анода зі структурою графіт-оксид олова. В роботі висвітлено напрямки оптимізації технологічних про-
цесів отримання плівок, важливість правильного підбору співвідношень товщини, а також можливості пере-
ходу до нанесення на вуглецеву структуру оксиду олова.
На відміну від загально прийнятої технології нами здійснювалося отримання анодної системи електрода
літій-іонного акумулятора (ЛІА) за допомогою вакуумного напилення на мідну фольгу, на який методом висо-
кочастотного магнетронного осадження наносилися шар графіту і олова з дотриманням низки технологічних
вимог.
Отримана нами на структурах графіт-оксид олова має надзвичайно великий розкид значень від
380 mАгод/гр до 690 mАгод/гр. Ймовірно це пов'язано з невідпрацьованою технологією отримання графіту оло-
ва методом окислення, оскільки в результаті виходять багатофазні включення оксиду олова. Неоднозначність
структури графіту залежно від товщини плівки також впливає на результат.
З представлених результатів слідує, що ведеться інтенсивний пошук альтернативних вуглецю матеріалів
для анода літій-іонного акумулятора. І хоча в даний час жоден з досліджених матеріалів за сукупністю своїх
характеристик не може конкурувати з вуглецем, можна сподіватися, що композити та нанокомпозити з вуг-
лецю і невуглецевих матеріалів знайдуть найближчим часом застосування у виробництві ЛІА.
На основі отриманих результатів показано можливість вдосконалення технічних рішень та впрова-
дження у виробництво літій-іонних акумуляторів нових технологічних процесів, а також проаналізовано мо-
жливі напрямки покращення їхніх експлуатаційних характеристик.

Ключові слова


графіт; електрод; оксид олова; літій-іонний; наноплівка

Повний текст:

PDF

Посилання


H. L. Hartnagel, A. L. Dawar, A. K. Jain, C. Jagadish, Semiconducting transparent thin films, Institute of Psisics Pablishing, 1995, Bristol.

Chopra, K. and Das, S. (1986), Tonkoplenochnye solnechnye elementy. Mir, Moskva, USSR. (in Russian)

Dong – won Choi, Jin-Scond Park, “Highly conductive SnO2 thin films”, Surface & Coating Technology, v. 259, p. 238, 2014.

Semikina, T.V., Komashchenko, V.M. and Shmyreva, L.N. (2010), “Oksidnaya elektronika, kak odno iz napravlenii prozrachnoi elektroniki”, Elektronika i svyaz', p. 20. (in Russian)

Jogh F. Wagner, Douglas A. Keszier, Rick E. Presley, Transperent electronics, Springer Science LLC, 2008.

Satischara B. Ogale, Thin films and heterostructure for oxide electronics. Springe Science Business Media Inc., 2005.

G. Eranna, B. S. Joshi, D. P. Runthala, R. P. Gupta, “Oxide materials for development of integrated gas sensors”, State Material Science, Vol. 29, p. 111-188, 2004.

Rodionov, V. E. (2010), Lyuminestsentsiya oksidnykh i sul'fidnykh plenok. Kiev. (in Russian)

Markov, L.K., Smirnov, I.P., Pavlyuchenko, A.S. and Kulagina, M.M. (2009), “Otrazhayushchii p-kontakt na osnove tonkikh plenok ITO dlya flip-chip svetodiodov AlGaInN”, Fizika i tekhnika poluprovodnikov, vol. 43, no 11, c. 1564-1569. (in Russian)

T. J. Contts, S Nassem, “High efficiency indium tin oxide/indium phosphate solar sells”, Appl. Phys. Lctt., 46(2), p. 164, 2012.

N. A. Kaskedikar, I. Maier, “Lithium Storage in Carbon Nano-structures”, Advanced Materials, V. 21. p. 2664, 2009.

M. Endo et al., “Carbon in Lithion-ion battery”, Carbon, Vol. 38, p. 183, 2000.

I. R. Dahn, “Suppresscon of staging in Lithium-intercalated carbon by disorder in the host”, Phys Rev. B Vol 42. p. 6424, 1990; Vol. 44. p. 9170, 1991.

A. Manthiram, “Materials Challenges and Opportunities of Lithium-ion Batteries”, I. Phys Chem. Lett., v. 2, p. 176, 2011

Idoto at. Al, “A New concepts of Li-ion battery”, I. Pawer Science, V. 276, p. 1305, 1997.

L. M. Malarda, M. A. Pimentar, G. Dresselhaus, Physics Reports, 473, pp. 51-87, 2009.




Copyright (c) 2020 Рівні права