Ultra debele elektrode za visokoenergijske baterije
V članku je prikazan nov pristop k izdelavi ultra debelih elektrod, ki lahko prispevajo k razvoju baterij z višjo energijsko gostoto. Z uporabo LiFePO₄ kot modelnega sistema smo pokazali, da je z elektrodami, ki so pripravljene z metodo fazne inverzije, mogoče z uravnavanjem količine ogljika izboljšati ionski in elektronski transport. Debele elektrode z visoko površinsko obremenitvijo omogočajo višjo energijsko gostoto, vendar jih pogosto omejuje počasna kinetika.
Metoda fazne inverzije omogoča nastanek poroznih struktur, pri čemer ima ključno vlogo izmenjava med topilom NMP in vodo. Raziskava je pokazala, da trdni dodatki, predvsem ogljik, pomembno vplivajo na fazno separacijo in s tem na končno mikrostrukturo elektrode. V nasprotju z uveljavljenim prepričanjem, da debele elektrode zahtevajo veliko ogljika, se je kot optimalna izkazala zmerna vsebnost. Pri 6 masnih odstotkih ogljika nastane struktura, ki ohranja ionske kanale in hkrati zagotavlja elektronsko prevodnost.
Optimizirane elektrode s površinsko obremenitvijo 22 mg cm⁻² so pri 1 C dosegle 75 % kapacitete, ultra debela elektroda debeline 1,1 mm pa površinsko kapaciteto 16 mAh cm⁻². Dosežek vzpostavlja pristop izdelave debelih elektrod, ki ga je možno uporabiti na pilotnih napravah in tudi pri razvoju elektrod različnih materialov.
Povezava: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2026.105200
Kontakt: Robert.Dominko(at)ki.si