通过电流采集器的表面结构和电极的裂纹形成来实现高性能电池电极:一个概念验证
Jakob Offermann1, Eren Gayretli2, Catarina Schmidt3
1Chair for Functional Nanomaterials, Department of Materials Science, Faculty of Engineering, Kiel University, Kaiserstr. 2, 24143 Kiel, Germany; nascit GmbH, Schauenburgerstr. 116, 24118 Kiel, Germany.
Journal of colloid and interface science
|March 14, 2024
概括
片的表面结构通过改善电极粘附和稳定性来提高硫电池的性能. 这种机械互锁防止了质量分层,提高了先进的能量存储容量和循环寿命.
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:
- 高性能储能系统对于现代社会至关重要.
- 来自电流收集器的电极质量负载的分层限制了电池的性能,特别是在高充/放电速率下.
- 电流采集器需要增强的粘附性和稳定性,以实现先进的电池化学,如硫电池.
研究的目的:
- 开发片的表面结构方法,以改善硫电池中的电极附着性.
- 为了研究机械互锁对电极稳定性和电池性能的影响.
- 通过提高糊的湿透性来简化电极制造工艺.
主要方法:
- 纸电流收集器的表面结构.
- 使用结构化Al薄膜制造硫/碳复合阴极.
- 硫电池的电化学测试,包括速度能力和循环稳定性评估.
- 对界面电阻和电解质湿的分析.
主要成果:
- 结构化的电流采集器显著改善了电极粘附和稳定性,防止了质量分层.
- 在更深层中增强的电解质湿,在增加的面积负载下改善了离子运输.
- 减少接口电阻导致电池性能提高,电池达到1000mAhg-1以上的容量.
- 与未经处理的采集器相比,结构化电流采集器显示出明显改善的速率能力和循环稳定性.
- 表面结构简化了电极制造,通过提高水基糊的可湿性来简化电极制造.
结论:
- 电流采集器的表面结构是一种有效的策略,可以提高硫电池的机械互锁和电极稳定性.
- 这种方法带来了优越的速度能力和循环稳定性,解决了储能方面的关键局限性.
- 机械互锁概念在改善各种电池和超级电容技术中的电极性能方面具有广泛的应用.
