Bateria de lítio em filme fino: fabrico e caracterização do cátodo em substrato flexível

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Intitulada "Bateria de lítio em filme fino - Fabrico e caracterização do cátodo em substrato flexível", esta decorre de uma anterior dissertação intitulada "Deposição e caracterização de filmes finos para baterias de lítio em estado sólido". Tem como objetivo alterar o processo de fabrico do elétrodo positivo (cátodo), realizar a sua caracterização, e substituir o substrato em silício por substrato flexível. O atual processo de fabrico do cátodo exige temperaturas que rondam os , limitando desta forma a escolha do substrato e dos materiais que constituem a bateria que obrigatoriamente se encontram expostos a estas temperaturas. Perante este problema, pretende-se alterar o método de fabrico do cátodo diminuindo a temperatura para valores na ordem dos , mantendo as características aceitáveis em termos de resistividade elétrica, cristalização e composição química. Desta forma é possível substituir o substrato sólido por substrato flexível que suporte estas temperaturas. O cátodo foi constituido por óxido de lítio cobalto (LiCoO2) e depositado por RF-Sputtering. Para a sua caracterização foram utilizadas as técnicas, XRD e resistividade elétrica. Para o substrato flexível testou-se o Kapton®.

Entitled "Lithium thin film battery - Fabrication and characterization of cathode on flexible substrate”, this arises from a previous dissertation entitled "Deposition and characterization of thin films for lithium solid state battery". The goal is to change the manufacture process of the positive electrode (cathode), do the electrode characterization, and replace the silicon substrate for flexible substrate. The current manufacturing process of the cathode requires temperatures are around 650 °C, thereby limiting the choice of substrate and of materials constituting the battery, which must be exposed to these temperatures. In view of this problem, the goal is to change the method of cathode’s manufacturing, lowering the temperature to values of around 300 °C, maintaining acceptable characteristics acceptable in terms of electrical resistivity, crystallization and chemical composition. By this way it’s possible to replace the solid substrate by a flexible substrate that supports these temperatures. The cathode was composed of lithium cobalt oxide (LiCoO2) and deposited by RF-Sputtering. For its characterization were used XRD and electrical resistivity. For the flexible substrate, was tested Kapton®.