Baggetto Loic. Negative electrode materials for lithium-ion solid-state microbatteries

دسته بندی: علم شیمی
ویرایش:  
 
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 234 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 34 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 36,000

چاپ شده توسط انتشارات دانشگاه آیندهوون، 2010. — 234 ص. فهرست محتویات
مقدمه
تئوری و تجربی
لایه های سد لیتیوم برای میکرو باتری های یکپارچه
الکترودهای لایه نازک سیلیکونی
الکترودهای نانوساختار سه بعدی سیلیکونی
الکترودهای لایه نازک ژرمانیوم
الکترودهای فیلم نیترید قلع
خلاصه
رزومه
Samenvatting
فهرست انتشارات
تشکرات
رزومه کاری
دستگاه های الکترونیکی قابل حمل در زندگی روزمره ما اهمیت بیشتری پیدا می کنند.
نمونه هایی از تجهیزات قابل حمل الکترونیکی گسترده عبارتند از: تلفن همراه، لپ تاپ
کامپیوتر و دوربین های دیجیتال. برای تامین انرژی این دستگاه‌ها، نیاز به برق داخل هواپیما وجود دارد. برق را می توان به طور موثر یا از طریق خازن یا باتری تامین کرد. برای خازن‌های
، الکترون‌ها به سادگی در رابط‌های الکترود/دی الکتریک ذخیره می‌شوند، که منجر به چگالی انرژی حجمی نسبتاً کم می‌شود. با این حال، در باتری‌ها، الکترون‌ها در داخل مواد
الکترود به روشی شیمیایی ذخیره می‌شوند که منجر به افزایش شدید چگالی انرژی حجمی
می‌شود. بسیاری از انواع قابل حمل تجهیزات الکترونیکی به باتری های
لیتیوم یونی قابل شارژ متکی هستند زیرا می توانند به طور برگشت پذیر بالاترین چگالی انرژی گرانشی و حجمی
را ارائه دهند [1]. اصل عملکرد یک باتری لیتیوم یونی ساده است:
یون های لیتیوم ذخیره شده در مواد الکترود از طریق الکترولیت مبادله می شوند در حالی که
الکترون ها از طریق یک مدار خارجی برای تامین انرژی الکتریکی به یک
بار خارجی
باتری‌های لیتیوم یونی در حال حاضر به سرعت در حال گسترش به کاربردهای بسیار بزرگ هستند،
مانند اتومبیل‌های هیبریدی (برقی) و حمل و نقل را بسیار کارآمدتر می‌کنند. دستگاه های کوچک
خودکار، در انتهای دیگر «طیف»، نیز به طور فزاینده ای
مهم می شوند [2]. ویژگی دستگاه های کوچک مستقل این است که باید به طور مستقل کار کنند. با این حال، وقتی دستگاه‌ها کوچک‌تر و کوچک‌تر می‌شوند، مونتاژ باتری‌ها از اجزای جداگانه‌شان بسیار پیچیده‌تر می‌شود. علاوه بر این،
مشارکت جرم و حجم سربار غیرفعال توسط، برای مثال، بسته به طور قابل توجهی
افزایش خواهد یافت. از آنجایی که مصرف انرژی برای دستگاه های خودمختار نسبتاً کم خواهد بود، این امکان را برای ادغام باتری های (میکرو) مستقیماً بر روی تراشه های
الکترونیکی باز می کند. علاوه بر این، از آنجایی که برنامه‌های کاربردی خاصی دارای الزامات ایمنی سختگیرانه هستند، به عنوان مثال
ایمپلنت‌های پزشکی، باتری‌های یکپارچه در حالت ایده‌آل نباید حاوی مایعات خطرناکی باشند که ممکن است باعث ایجاد مشکلات نشت خطرناک شود.

Printed by Eindhoven University Press, 2010. — 234 p. Table of contents
Introduction
Experimental and Theory
Lithium barrier layers for integrated microbatteries
Silicon thin film electrodes
Silicon 3D-nanostructured electrodes
Germanium thin film electrodes
Tin nitride film electrodes
Summary
Resume
Samenvatting
List of publications
Acknowledgements
Curriculum Vitae
Electronic portable devices are becoming more and more important in our daily life.
Examples of wide-spread electronic portable equipments are mobile phones, laptop
computers and digital cameras. In order to power these devices, on board electricity is
required. Electricity can effectively be provided either by capacitors or batteries. For
capacitors, electrons are simply stored at the electrode/dielectric interfaces, which results in
rather low volumetric energy densities. In batteries, however, electrons are stored inside the
electrode materials in a chemical manner, which results in a drastic increase of the
volumetric energy densities. Many portable types of electronic equipment rely on
rechargeable lithium-ion batteries as they can reversibly deliver the highest gravimetric and
volumetric energy densities [1]. The functioning principle of a lithium-ion battery is simple:
lithium-ions stored in the electrode materials are exchanged via the electrolyte while
electrons are transported through an external circuit to provide electrical energy to an
external load.
Lithium-ion batteries are currently rapidly expanding into very large-scale applications,
such as hybrid (electrical) cars, making transportation much more efficient. Miniaturized
autonomous devices, at the other end of the ‘spectrum’, are also becoming increasingly
important [2]. Characteristic for small autonomous devices is that they have to operate
independently. When devices are becoming smaller and smaller it becomes, however, much
more complicated to assemble batteries from their individual components. In addition, the
contribution of inactive overhead mass and volume by, for example, the package will
increase significantly. As the energy consumption for autonomous devices will be relatively
small this opens up the possibility to integrate (micro)batteries directly onto electronic
chips. Moreover, as certain applications have stringent safety requirements, for instance
medical implants, integrated batteries ideally should not contain any hazardous liquids which
might induce dangerous leakage issues.