Novel CABs - ny ytbeläggningsmetodik för tunna fastfasbatterier

Solid state thin film battery (SSTB) teknologi har fått stor uppmärksamhet bland batteritillverkare på grund av användning av oorganiska fasta elektrolyter (SE) som lovar både en längre livslängd och högre säkerhet än dagens toppmoderna litiumjonbatteri. För att utveckla SSTB-komponenter som SE, anod och katod har ett brett spektrum av vakumbaserade beläggningsmetoder som magnetronsputtring och pulserad laseravsättning undersökts. De är emellertid olämpliga för storskalig deponering och kännetecknas av långsam deponeringshastighet och höga kostnader. Dessa tekniker ger också mestadels amorfa beläggningar, vilket resulterar i dålig prestanda.

Försök att kristallisera deponerade beläggningar genom efterbehandling kräver ytterligare ett bearbetningssteg och leder till delaminering av beläggningar på grund av bildning av sekundära faser samt adderar kostnader. Därför är andra innovativa beläggningsmetoder som kan övervinna dessa brister önskvärda.

Termisk sprutningsteknik med flytande råmaterial som suspensionsplasmasprutning (SPS) och plasmaprutning (SPPS), är de framväxande processerna för termisk sprutning av flytande råmaterial. De har olika tekniska och ekonomiska fördelar jämfört med konventionella vakuumbaserade tekniker, tack vare deras förmåga att tillhandahålla täta beläggningar, raffinerade mikrostrukturer och överlägsen prestanda.

NovelCABs syftar till att demonstrera mångsidigheten hos nya generationens SPS- och SPPS-beläggningsmetoder som ett ”proof of concept” för att utveckla SE-, anod- och katodkomponenter för SSTB-applikationer. Mer specifikt kommer sprayvariablernas inflytande att bedömas på densitet, kristallinitet, mikrostruktur och elektrokemisk prestanda. Projektet ger stor möjlighet för de svenska batteritillverkarna att anamma en ny robust beläggningsplattform och utnyttja dess unika fördelar, inte bara för att förverkliga nuvarande SSTB -behov utan också för deras framtida utveckling.

Projektet kombinerar den betydande  kompletterande expertisen hos Thermal Spray Group vid Högskolan Väst (den enda akademiska forskningsgrupp inom TS i Sverige) och Angström Advanced Battery Center (ÅABC) vid Uppsala universitet.