Pintakäsitellyt kiinteän olomuodon akut sopisivat erityisesti pienten elektronisten laitteiden virtalähteiksi.
Kiinteän olomuodon akut ovat perinteisiä litiumioniakkuja kestävämpiä ja turvallisempia, mutta niiden käyttöönottoa ovat hidastaneet valmistuksen haasteet.
Turun yliopistossa väittelevä Arman Hasan ratkoo ongelmia erilaisilla termisillä ruiskutusmenetelmillä ja laserjälkikäsittelyllä.
”Ohutkalvoiset kiinteän olomuodon akut voidaan valmistaa jopa vain millimetrin murto-osien paksuisiksi”, Hasan kertoo.
Tällaiset akut soveltuvat hänen mukaansa etenkin hyvin pieniin laitteisiin, kuten antureihin, lääketieteellisiin implantteihin, muuhun mikroelektroniikkaan ja sähköajoneuvoihin.
Kokeissa löytyi lupaavia vaihtoehtoja
Termisellä ruiskutuksella tarkoitetaan käsittelyä, jossa erilaisia pintoja suojataan ruiskuttamalla niihin sulatettua materiaalia. Pinnoitetta voidaan vielä sulattaa lasersäteellä, jolloin siitä tulee tiiviimpi, kovempi ja tasaisempi.
Tekniikoita käytetään teollisuudessa suurten pintojen nopeaan ja tehokkaaseen käsittelyyn, mutta akkuvalmistuksessa niitä ei vielä hyödynnetä.
Hasan kokeili ruiskutusmenetelmiä sekä akun anodiin että kiinteään elektrolyyttiin. Anodi varastoi litiumia latauksen aikana, ja elektrolyytti mahdollistaa litiumionien turvallisen liikkumisen akun sisällä.
Näin hän löysi tekniikoita, jotka säilyttivät akkumateriaalien ominaisuudet hyvin, vaikka jotkut aiheuttivatkin niihin vaurioita.
Lyhyt laserjälkikäsittely paransi pinnoitekerrosten laatua huomattavasti. Se teki pinnoitteista tiheämpiä, sileämpiä ja tasaisempia ilman, että koko akku ylikuumeni.
Eivät vuoda eivätkä syty palamaan
Täysin kiinteän olomuodon akut eivät sisällä syttyviä nestemäisiä elektrolyyttejä. Tämä tekee niistä merkittävästi turvallisempia, sillä ne eivät voi vuotaa tai syttyä palamaan samalla tavalla kuin nestemäisiin elektrolyytteihin perustuvat akut, kuten perinteiset litiumioniakut.
M.Sc. Arman Hasanin väitöskirja Advanced Characterization of Thermally Sprayed Thin-Film All-Solid-State Batteries tarkastetaan Turun yliopistossa 20.2.2026.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
