基于氧化的微层电极的设计类似于薄膜离子电池的一般电极结构
Jong Heon Kim1, Aeran Song2, Ji-Min Park3,4
1Texas Materials Institute and Materials Science and Engineering Program, The University of Texas at Austin, Austin, TX, 78712, USA.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|December 31, 2023
概括
研究人员使用新型SiOx/PPFC复合电极开发了先进的薄膜离子电池 (TF-LIB). 这一创新提高了小型化储能应用的导电性和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 微型薄膜离子电池 (TF-LIB) 对于小规模应用至关重要,但面临着低能量密度的挑战.
- 传统的TF-LIB电极制造通常涉及基于泥的方法,限制了性能和可扩展性.
- 开发强大的高性能薄膜电极对于下一代便携式电子设备和微型设备至关重要.
研究的目的:
- 为TF-LIB设计和制造新的薄膜电极,克服传统材料的局限性.
- 研究一种新的复合薄膜电极的电化学性能,导电性和机械性能.
- 在TF-LIB技术中建立先进复合电极的基础.
主要方法:
- 用SiOx纳米粒子,碳纳米管和聚四乙烯 (PTFE) 的混合目标使用中频喷射制造薄膜电极.
- 薄膜SiOx/PPFC (等离子体聚合的碳化合物) 复合物的特性,用于增强电子导电性,弹性和硬度.
- 半电池和全电池的电化学测试,以评估循环稳定性,容量保留和速率性能.
主要成果:
- 与纯SiOx薄膜相比,SiOx/PPFC薄膜显示出更好的电子导电性,弹性和硬度.
- 半电池表现出了显著的循环稳定性,在0.5°C的1000个循环后保持了74.8%的容量.
- 带有LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2阴极的全电池在0.1°C时显示出初始容量为~120mAhg-1和在1°C时超过500个周期的90.8%容量保留.
结论:
- 开发的SiOx/PPFC复合薄膜电极为高性能TF-LIB提供了一个有前途的途径.
- 混合喷雾方法可以将活性材料,导电剂和粘合剂整合到单一薄膜层中.
- 这项工作代表了微型储能器件复合电极设计的重大进步.


