Con personas que desean utilizar dispositivos electrónicos más pequeños, se necesitan sistemas de almacenamiento de energía más pequeños. Investigadores de la Universidad Aalto en Finlandia han demostrado la fabricación de películas delgadas de electrodos de litio orgánicos electroquímicamente activos, que ayudan a que las microbaterías sean más eficientes que antes. Los investigadores utilizaron una técnica combinada de deposición de capas atómicas / moleculares (ALD / MLD), para preparar tereftalato de litio, un material de ánodo encontrado recientemente para una batería de iones de litio.

Cuando se fabrican microbaterías, el desafío clave es hacerlos capaces de almacenar grandes cantidades de energía en un espacio reducido. Una forma de mejorar la densidad de energía es fabricar las baterías basándose en arquitecturas microestructuradas tridimensionales. Esto puede aumentar la superficie efectiva dentro de una batería, incluso docenas de veces. Sin embargo, la producción de materiales aptos para estos ha demostrado ser muy difícil.

"ALD es un gran método para hacer que los materiales de la batería se ajusten a las arquitecturas microestructuradas 3D. Nuestro método muestra que es posible incluso producir materiales de electrodos orgánicos mediante el uso de ALD, lo que aumenta las oportunidades de fabricar microbaterías eficientes, "dice el candidato a doctorado Mikko Nisula de la Universidad de Aalto.

Se ha demostrado que el proceso de deposición de los investigadores para el tereftalato de litio cumple bien con los principios básicos del crecimiento de tipo ALD, incluyendo las reacciones secuenciales de superficie autosaturada, lo cual es una necesidad cuando se apunta a dispositivos de micro-iones de litio con arquitecturas tridimensionales. Se encuentra que las películas depositadas son cristalinas en el rango de temperatura de deposición de 200 - 280 ° C, que es un rasgo muy deseado para un material de electrodo, pero bastante inusual para películas delgadas híbridas orgánico-inorgánico.

Se determina una excelente capacidad de velocidad para las películas de tereftalato de litio, sin necesidad de aditivos conductores. El rendimiento del electrodo se puede mejorar aún más depositando una fina capa protectora de electrolito de estado sólido de LiPON sobre el tereftalato de litio. Esto produce estructuras altamente estables con una capacidad de retención de más del 97% después de 200 ciclos de carga / descarga a 3,2 C.

El estudio sobre el método se ha publicado ahora en la última edición de Nano letras .