Atoomlaagdepositie van protectiecoatings op nanopoeders in een wervelbedreactor ten behoeven van kathodematerialen voor Li-ionbatterijen

Aanleiding: aandacht in ontwikkeling batterij naar opslagcapaciteit
Bij de ontwikkeling van batterijen gaat de aandacht vooral uit naar maximale opslagcapaciteit en naar een zo hoog mogelijk te leveren vermogen. Op het gebied van vermogensverbetering lijkt er in de nabije toekomst een belangrijke rol weggelegd voor nanopoeders. Nanopoeders zijn poederdeeltjes in de grootte van 10 tot 100 nanometer ofwel op een rij gelegd zijn er honderdduizend tot een miljoen deeltjes in een centimeter.

Echter in de huidige generatie Li-ionbatterijen, ondervinden de kathodes veel last van oplosdegradatie. Helaas doet deze vorm van slijtage zich met name voor wanneer de kathodes zijn vervaardigd van economisch aantrekkelijke, hoogvoltaïsche materialen. Bij toepassing van nanopoeders zal dit verschijnsel zich alleen maar nadrukkelijker gaan manifesteren.

Project: tegengaan van oplossen kathodes
Dit project richtte zich op het tegengaan van dit ongewenste oplossen van de kathodes. Hiertoe is het nanopoeder voorzien van een beschermende coating. Deze coating was slechts enkele atoomlagen dik en is aangebracht in een wervelbedreactor. In deze reactor kon met behulp van atoomlaagdepositie zeer precies atoomlaag na atoomlaag worden gedeponeerd.

Resultaat: spanning verhogen met 20 procent
Uiteindelijk zou een poeder gebruikt worden in de batterij die de spanning verhoogde met ongeveer 20% ten opzichte van de huidige batterijen. Daarmee zou ook de elektrische opslagcapaciteit worden verhoogd.

Drie fasen
Het project was opgedeeld in een drietal fasen.
1. Eerst is het gedrag van een nanopoeder in een wervelbed bestudeerd alvorens deze met een coating werd voorzien. Parallel hieraan is een aanzienlijke hoeveelheid hoogvoltaïsch materiaal geproduceerd binnen een ander samenwerkingsproject, gefinancierd door de TUDelft en de EC.
2. In een tweede fase zou via gasfase depositie atoomlaag na atoomlaag de beschermende coating worden aangebracht.
3. De laatste fase betrof de karakterisering van de lagen en de bepaling van de kwaliteit van het materiaal met en zonder de beschermende coating.

Via een groot Europees "Network of Excellence" ALISTORE waar de TUDelft in participeert, zou gezocht kunnen worden naar potentiële gebruikers van de techniek.

Titel	Atoomlaagdepositie van protectiecoatings op nanopoeders in een wervelbedreactor ten behoeven van kathodematerialen voor Li-ionbatterijen
Penvoerder	Technische Universiteit Delft
Contactpersoon	Erik M. Kelder
Adres	Julianalaan 134, 2631 BL DELFT
Telefoonnummer	015 278 32 62
E-mail	e.m.kelder@tudelft.nl
Website	-
Partners	-
Looptijd	1/1/2006 - 31/12/2006
EOS-regeling	Nieuw Energie Onderzoek
Projectnummer	NEO0400007376/0268-05-04-03-002