thesis

Tynne filmer og nanobelter for batterier

Abstract

Arbeidet i denne masteroppgaven har vært todelt. Del I av oppgaven har omhandlet deponering av litiumholdige materialer med atomlagsdeponering, ALD. Interessen for deponering av litiumholdige materialer med ALD har økt kraftig de siste 5 årene. For å bidra til videre utvikling av dette feltet ble fem metallorganiske komplekser undersøkt med mål om å finne ny(e) litiumforløper(e): - Litium trifluoracetat - Litium diisopropylamid - Litiumacetat - Litiumfluoracetat - Litium trimetylsilanolate Litium trimetylsilanolate, LiTMSO, ble funnet egnet som forløper for deponering av litiumholdige materialer. Forløperen dampet tilstrekkelig ved 165 °C i reaktoren, og dekomponerte ikke før 325 °C. Følgende materialer har i denne oppgaven blitt deponert med LiTMSO som forløper: - Li2CO3 - LixAlyOz - LixSiyOz - LixAlySizO Li2CO3, LixAlyOz og LixSiyOz ble deponert i temperaturvinduet 175 til 300 °C. Time-of-Flight Elastic Recoil Detection Analysis (TOF-ERDA) ble brukt til analyse av kjemisk sammensetning og dybdeprofilering av filmene. LiTMSO som forløper tillot store variasjoner av litiuminnhold avhengig av pulseraten. Dette er nytt i forhold til tidligere rapporterte litiumforløpere. Påvirkningen av pulsesekvens på egenskapene til filmene ble også undersøkt. I del II av denne oppgaven har to faser av MoO3 blitt produsert, α- og β-fasen. Disse to fasene ble produsert både som bulk og tynne filmer. De elektrokjemiske egenskapene til bulk, tynnfilm og nanobelter av MoO3 er blitt karakterisert. Krystallisering av tynne filmer av MoO3 er blitt undersøkt ved hjelp av in situ diffraksjonsstudier. Med det ble en ny standardtemperatur for krystallisering til β-MoO3 satt til 230 °C. Bulk α- og β-MoO3 og nanobelter ble reprodusert i henhold til publisert litteratur. Reproduserbarheten ble blant annet bekreftet med sammenfallende resultater fra elektrokjemisk testing. Videre ble kompetansen på forskningsgruppen med hensyn på syntese av elektrodetape for elektrokjemisk karakterisering utviklet. Denne syntesen brukte n-metyl-2-pyrolidinone (NMP) som løsemiddel og polyvinyliden fluorid (PVDF) som bindemiddel. For MoO3-systemet ga denne nye elektrodetapen bedre resultater enn tidligere oppnådd ved forskningsgruppa. In situ karakterisering av bulk og nanobelter av MoO3 ble gjennomført ved SNBL BM01, ESRF, Grenoble, Frankrike. Fra disse studiene ble det funnet at bulk alpha-MoO3, nanobelter av MoO3 og nitrerte nanobelter av MoO3 blir amorfe i løpet av få sykluser. På tross av dette viser spesielt nitrerte nanobelter MoO3 en overlegen kapasitet de første 300 syklusene

    Similar works