Pārklājumu tehnoloģiskā procesa parametru izpēte, lai nodrošinātu kvalitatīvus litija pārklājumus un litija pārklājumu materiāla prototipa iegūšana (2018)

Latvijas Universitātes Cietvielu Fizikas institūts (LU CFI) īsteno pētniecības projektu Darbības programmas "Izaugsme un nodarbinātība" 1.2.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt privātā sektora investīcijas P&A" 1.2.1.1. pasākumā "Atbalsts jaunu produktu un tehnoloģiju izstrādei kompetences centru ietvaros".

Projekts Nr. 1.2.1.1/16/A/005

Projekta zinātniskais vadītājs: Dr.phys. Andris Fedotovs

Pētījuma mērķis ir izpētīt litija pārklājumu tehnoloģiskā procesa parametrus, lai nodrošinātu kvalitatīva un industrijas prasībām atbilstoša litija pārklājuma materiāla prototipa iegūšanu, nodrošinot litija pārklājumu tīrību un mikrostruktūras vienmērību.

Projekta laikā tiks izpētīts litija pārklājumu tehnoloģiskais process un noteikti svarīgākie tehnoloģiskā procesa parametri un konstruktīvie risinājumi, kas ietekmē litija pārklājumu kvalitāti. Tiks izstrādāts pilot-iekārtas siltuma intensīvās pārvades funkcionālais mezgls, ar kuru ir plānots nodrošināt kvalitatīva un industrijas prasībām atbilstoša litija pārklājuma materiāla prototipa iegūšanu.

Pētījuma laikā, izmantojot optiskās un elektronu mikroskopijas metodes, tika raksturota sākotnējo Li follijas paraugu virsmas morfoloģija, raupjums un kristāliskā struktūra pirms un pēc elektroķīmiskās ciklēšanas procedūrām. Tika veikta Li follijas virsmas ķīmiskā sastāva izpēte ar FTIR un Ramana spektroskopijas metodēm, un konstatēta oksīdu, hidroksīdu un karbonātu klātbūtne, kuru veidošanās uz Li follijas virsmas turpmākajā pētījuma laikā tika būtiski samazināta, veicot ražošanas iekārtas uzlabojumus.

Pētījuma noslēguma fāzē veidoto paraugu virsmas kvalitāte ir būtiski uzlabojusies, un uz to virsmas vairs praktiski netika novēroti oglekļa un slāpekļa savienojumi, kas parasti ir raksturīgi, ja litijs atrodas ārējās atmosfēras ietekmē. Tika atrasts optimāls elektrolīta risinājums galvaniskajām šūnām, kas nodrošināja par 40% lielāku veiktspēju kā paraugiem, kas tika iegūti pirms ražošanas iekārtas uzlabošanas.

Pētījuma gaitā tika izstrādāts pilot-iekārtas siltuma intensīvās pārvades funkcionālais mezgls, ar kuru var nodrošināt kvalitatīva un industrijas prasībām atbilstoša litija pārklājuma iegūšanu, un rezultātā tika iegūts uzlabota litija materiāla pārklājuma uz vara follijas prototips.