Разработка и производство высокотехнологичного совмещенного сканирующего электрохимического атомно-силового микроскопа микроскопа (АСМ) высокого разрешения для эффективного электрохимического исследования поверхности накопителей энергии.

Уникальность

В основе работы АСМ лежит силовое взаимодействие между зондом и поверхностью, для регистрации которого используются специальные зондовые датчики, представляющие собой упругую консоль с острым зондом на конце (кантилеверы). Получение АСМ изображений рельефа поверхности связано с регистрацией малых изгибов упругой консоли зондового датчика. В атомно-силовой микроскопии для этой цели широко используются оптические методы.

Подход, основанный на сканирующем электрохимическом микроскопе (SECCM), позволяет измерять топографию электрода и различные электрохимические свойства одновременно, и эту информацию можно комбинировать с АСМ, чтобы выявить новые данные зависимости структура/активность.

Интеграция сканирующей электрохимической микроскопии с АСМ открывает широкий спектр новых возможностей для визуализации и характеристики поверхностей с высоким разрешением.

Новизна разработки представлена SECCM с использованием одноканального нанокапилляра, заполненного электролитом, для определения подвижной электрохимической ячейки, которая используется для количественной визуализации электрохимических явлений (интеркаляция, заряд/разряд и потенциал) в батарее (катодный материал LiFePO4 (LFP), с разрешением ~ 100 нм)в комбинации топографической съемкой АСМ, для определения размера зерен, их форме, ориентации и распределении.

Передовые методы АСМ также позволяют получать изображения с высоким разрешением микромасштабных объектов: локальной твердости, коэффициента трения, электропроводности, поверхностного потенциала и многих других.

1. Подготовлена материально-техническая база для изготовления и испытаний макета Микроскопа.
2. Разработаны программы и методики испытаний макета Микроскопа и макета модуля АСМ, эскизный проекта на макет Микроскопа.
3. Разработан проект опытно-промышленного производства. Изготовлен и испытан макет Микроскопа и макет модуля АСМ в соответствии с программами и методиками испытаний.
4. Разработана рабочая конструкторская документация на опытный образец Микроскопа и на модуль АСМ.
5. Проведено материально-техническое обеспечение работ по организации производства Микроскопа.
6. Разработано техническое задание и исходные данные на проектирование производства Микроскопа.