Перспективное применение атомно-слоевого осаждения для разработки высокоэффективных литий-ионных аккумуляторов

В связи с растущим спросом на недорогую и экологически безопасную энергию расширяется применение перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) в качестве надежных устройств хранения энергии в электромобилях, портативных электронных устройствах и космических спутниках. Поэтому для достижения желаемого повышения их электрохимических характеристик необходимы масштабные и непрерывные исследования новых материалов и методов изготовления. Активные компоненты аккумулятора, включая катод, анод, электролит и сепаратор, играют важную роль в функционировании ЛИА. Основной проблемой ЛИА является деградация электролита, электродных материалов и их компонентов в процессе заряда–разряда. Атомно-слоевое осаждение (АСО) рассматривается как перспективная технология нанесения покрытий, позволяющая получать однородные сверхтонкие пленки на атомном уровне с контролируемыми толщиной и составом. Различные металлические пленки могут осаждаться на поверхности активных электродов и твердых электролитных материалов для формирования защитного слоя на границе раздела с электродом и управления его свойствами. Кроме того, с помощью АСО можно синтезировать микроаккумуляторы и новые нанокомплексы, включающие катод, анод и твердотельный электролит, для повышения характеристик аккумуляторов. Поэтому технология АСО обладает значительным потенциалом для революционного преобразования аккумуляторной промышленности будущего. В данной обзорной статье представлена комплексная основа для понимания современного состояния применения АСО в синтезе и разработке активных компонентов ЛИА. Кроме того, рассмотрены новые тенденции и перспективы дальнейшего развития литий-ионных аккумуляторов следующего поколения с помощью АСО.