Детальная информация

Название: Получение тонких пленок Ni-Mn-O с использованием метода молекулярного наслаивания для электрохимического применения: научный доклад: направление подготовки 22.06.01 «Технологии материалов» ; направленность 22.06.01_05 «Порошковая металлургия и композиционные материалы»
Авторы: Ежов Илья Сергеевич
Научный руководитель: Попович Анатолий Анатольевич
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2022
Коллекция: Научные работы аспирантов/докторантов; Общая коллекция
Тематика: Пленки тонкие; Электрохимия; молекулярное наслаивание; атомно-слоевое осаждение; оксид никеля; оксид марганца; анодные материалы; литий-ионные аккумуляторы; molecular layering; atomic layer deposition; nickel oxide; manganese oxide; anode materials; lithium-ion batteries
УДК: 539.216.2; 544.6
Тип документа: Научный доклад
Тип файла: Другой
Язык: Русский
Уровень высшего образования: Аспирантура
Код специальности ФГОС: 22.06.01
Группа специальностей ФГОС: 220000 - Технологии материалов
Права доступа: Текст не доступен в соответствии с распоряжением СПбПУ от 11.04.2018 № 141
Дополнительно: Новинка
Ключ записи: ru\spstu\vkr\17984

Аннотация

На сегодняшний день существует значительный интерес в разработке материалов для тонкопленочных литий-ионных аккумуляторов (ТЛИА) с применением современных технологий нанесения тонких пленок. Применение метода молекулярного наслаивания (МН) для получения оксидных пленок (в том числе и пленок двойных и тройных оксидов) позволяет осаждать материалы, в том числе и на высокоаспектные структуры, с высокой степенью сплошности, однородности, заданной толщины и состава для создания материалов электродов ТЛИА. Получение тонких пленок смешанных оксидов двойных систем металлов является одним из наиболее востребованных направлений в неорганической химии и материаловедении. В частности, материалы на основе оксидов никеля и марганца имеют ряд положительных свойств, например они химически стабильны, образуют прочные соединения друг с другом, имеют несколько степеней окисления и отличаются низкой стоимостью. Наиболее многообещающее применение смешанных оксидов никеля и марганца является использование в качестве анодного материала в ТЛИА с высокой плотностью энергии. Несмотря на то, что исследования в области получения монооксидов никеля и марганца методом МН ведутся давно, опубликованных статей по получению смешанного оксида на основе системы Ni-Mn-O найдено не было. В данной работе представлено получение соединений на базе смешанного оксида системы Ni-Mn-O методом МН. Исследование включает в себя определение параметров синтеза по формированию покрытий монооксидов систем Ni-O и Mn-O, химического состава, кристаллической структуры и морфологии поверхности полученных образцов для получение смешанного оксида. Научная новизна работы заключается в применении метода МН в получении тонких пленок системы Ni-Mn-O с реагентов применением (бис(циклопентадиенил) никеля (NiCp2), марганца (трис (2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандионато) марганец (III) (Mn(thd)3) и удаленной кислородной плазмы. Также впервые были изучены химический состав и кристаллическая структура системы Ni-Mn-O полученной с помощью метода МН. Впервые проведено исследование системы Ni-Mn-O, полученной с помощью метода МН, в качестве тонкопленочного анодного материала ТЛИА.

Today, there is considerable interest in the development of materials for thin-film lithium-ion batteries (TLIBs) using modern thin-film deposition technologies. The use of the molecular layering (ML) method for obtaining oxide films (including films of binary and ternary oxides) makes it possible to deposit materials, including those on high-aspect structures, with a high degree of continuity, uniformity, specified thickness, and composition to create materials for TLIBs electrodes. The production of thin films of mixed oxides of binary metal systems is one of the most demanded areas in inorganic chemistry and materials science. In particular, materials based on nickel and manganese oxides have a number of positive properties, for example, they are chemically stable, form strong bonds with each other, have several oxidation states and are low cost. The most promising application of mixed oxides of nickel and manganese is as an anode material in high energy density TLIBs. Despite the fact that studies in the field of obtaining nickel and manganese monoxides by the ML method have been conducted for a long time, no published articles on the preparation of a mixed oxide based on the Ni-Mn-O system have been found. This paper presents the preparation of compounds based on a mixed oxide of the Ni-Mn-O system by the ML method. The study includes the determination of synthesis parameters for the formation of coatings of monoxides of the Ni-O and Mn-O systems, the chemical composition, crystal structure and surface morphology of the obtained samples to obtain a mixed oxide. The scientific novelty of the work lies in the application of the ML method in obtaining thin films of the Ni-Mn-O system with reagents using (bis (cyclopentadienyl) nickel (NiCp2), manganese (tris (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionato) manganese (III) (Mn(thd)3) and remote oxygen plasma. Also, for the first time, the chemical composition and crystal structure of the Ni-Mn-O system obtained using the ML method were studied. For the first time, a study was made of the Ni-Mn-O system, obtained using the ML method, as a thin-film anode material for TLIBs.