Li-iyon piller için fiziksel buhar biriktirme (PVD) ile Zn/ZnO nanokompozit elektrodların geliştirilmesi

Gelişen teknoloji ile lityum iyon piller şarj edilebilir pil endüstrisinde bir çığır açmıştır. Lityum iyon piller zehirli olmayan, nispeten düşük maliyetli ve tekrar kullanılabilirlik gibi üstün özellikleri olan son dönemde en yaygın enerji depolama kaynaklarındandır. Nano kristalin ZnO ince filmleri yüksek teorik enerji kapasitesi ve geniş bant aralığı sayesinde Li-iyon piller için uygun anot malzemesi gibi birçok uygulama alanına sahiptir.Bu çalışmada yüksek safiyetteki (%99,98) saf çinko tel termal buharlaştırma yöntemiyle cam altlık üzerine farklı ortam basınçlarında biriktirilmiştir. Üretilen saf çinko kaplamalar nano kristalin çinko oksit esaslı filmler elde etmek için farklı altlık sıcaklıklarında ve farklı oksijen kısmi basınçlarında plazma ile oksitlenmiştir. Bu ince filmler büyüme sırasında üretim şartlarının ve oksidasyon parametrelerinin özelliklere etkisini incelemek için karakterize edilmiştir. Kaplama basıncı, kısmi oksidasyon basıncı ve sürenin film özelliklerine, tercihli yönlenme düzlemlerine, mikroyapıya, yüzey pürüzlülüğüne, tane boyutuna ve nihai olarak levhasal özdirence olan etkileri taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-Işınları difraktometresi (XRD), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), dört noktalı elektriksel iletkenlik testleri kullanılarak araştırılmıştır.Sonuç olarak tane boyutları 11-17 nm aralığında değişen ve düşük yüzey pürüzlülüğüne sahip nanokristalin yapıda çinkoca zengin çinko oksit filmler elde edilmiştir. Elektriksel direnç değerlerinin yeterli seviyelerde bulunduğu görülmüştür. Çok yüksek teorik enerji kapasitesine sahip olan ZnO, Li-iyon pil hücrelerinde geleneksel olarak kullanılan grafit anot yerine geliştirilen iyi bir adaydır.