LiPON ja ENSUn kilpailukyky

Laatimassaan LiPONin tiekartassa S. Meng ennusti ENSUsta tulevan alan kärkeä. Eivät teknojätit hölmöjä ole, heidän asiantuntijansa tietävät, mitä ongelmia ohutkalvoakkuihin ja prosesseihin liittyy - ja he odottavat NÄYTTÖJÄ. (JA SYYSTÄ!)

Kiinteitä elektrolyyttejä tutkitaan yhä kuumeisemmin, mukana myös vanha LiPON.

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/ta/d1ta02652f  

J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 15140 

Kiinteiden elektrolyyttien viimeaikaisesta kehityksestä

"Recent advancements in solid electrolytes integrated into all-solid-state 2D and 3D lithium-
ion microbatteries"

Historiaa. (luvut alkuaineen symbolin perässä tarkoittavat keskimääräistä atomilukua, esim. Li 3,3 = molekyylissä keskimäärin 3,3 litiumatomia) 

"5.1.1 Sputtering. LiPON with the composition of Li 3.3 PO 3.9 N 0.17 was first developed at Oak Ridge National Laboratory in 1992 by Radio Frequency (RF) sputtering of Li 3 PO4 in the presence of nitrogen gas. Cross-linking of nitrogen (N) between the phosphate groups resulted in much improved ionic conductivity (3  106 S cm1) compared to amorphous Li3 PO4 without incorporated N.  Moreover, LiPON showed desirable low electronic conductivity
(1014 S cm1 ) and good electrochemical stability in combination with Li metal (0–5.5 V)." 

Sputtetointi tuotti hyvälaatuisia, eheitä tasomaisia LiPON kalvoja. Kuitenkin MENETELMÄLLÄ ON HIDAS PÄÄLLYSTYSNOPEUS (1-10 nm minuutissa), MINKÄ OLETETAAN RAJOITTAVAN LAAJEMPAA KÄYTTÖÄ JA KAUPALLISTAMISTA.

"The RF-sputtering method could produce good quality LiPON planar films without cracks. However, it has a low deposition rate (1–10 nm min1 ), which was supposed to limit
its widespread use and commercialization." 

Erikoisuuksia: puolikenno/ täyskenno (kaksi puolikennoa seläkkäin)

 

Selkeä esimerkki kapasiteetin kasvattamisesta pinoamalla kennoja tarvittava määrä, kohtiot yhdistetään ja niihin liitetään navat:

 

Teledyne on suuri elektroniikkavalmistaja, erikoistunut mm. puolustusteollisuuteen, tehokkaampia akkuja, polttokennoja jne, en ole löytänyt tietoja mikroakuista.

"Later, similar microbattery with thinner electrolyte (1 um) also showed excellent 65 mA h cm2 capacity with a very small 6% loss after 1800 cycles and negligible self-discharge. That
made them an attractive candidate for industrial applications. Teledyne Electronic Technologies, for instance, proceeded to manufacture this type of microbattery on a multichip module
package."

Tutkijat eivät ole vaaraksi, tie heidän pöydältään tuotantoon on pitkä...