Come vettore che conduce elettroni e trasporta materiali attivi all'interno di una batteria agli ioni di litio, il collettore di corrente svolge un ruolo importante nelle prestazioni finali della cella della batteria. Il foglio di alluminio è il collettore di corrente catodico più comunemente utilizzato. Per migliorare la velocità, il ciclo e la durata di servizio dell'elettrodo, alcuni rivestimenti conduttivi sono rivestiti sulla superficie del foglio di alluminio, il che può migliorare efficacemente la resistenza di contatto dell'interfaccia tra il collettore di corrente e le particelle attive e migliorare la relazione tra il materiale attivo e il collettore di corrente. La forza di legame riduce il problema del distacco delle particelle attive durante il ciclo dell'elettrodo. Il rivestimento del foglio di alluminio rivestito di carbonio generalmente include nerofumo conduttivo, grafene, nanotubi di carbonio, ecc. Anche la formula dello strato di rivestimento in carbonio, lo spessore del rivestimento, l'uniformità del rivestimento, ecc. influenzeranno l'effetto primer.
Questo articolo utilizza il metodo di prova della resistenza dei poli per confrontare le differenze di resistenza dei fogli di alluminio rivestiti in carbonio con diverse formule e diversi spessori di rivestimento e analizzare l'uniformità dei poli sottorivestiti.
In breve, l'aggiunta di uno strato intermedio efficace tra il materiale attivo e il collettore di corrente metallico non solo migliora la resistenza di contatto dell'interfaccia, ma presenta anche i seguenti potenziali vantaggi sinergici:
(1) Lo strato conduttivo chimicamente ed elettrochimicamente stabile può fungere da efficace barriera alla diffusione per prevenire la diffusione dell'ossigeno prodotto a causa di reazioni collaterali durante la decomposizione dell'elettrolita e/o reazioni di intercalazione degli ioni di litio, prevenendo efficacemente la formazione sulla superficie dei collettori di corrente metallici di uno strato di ossido, prevenendo così la degradazione;
(2) Lo strato conduttivo con una formula ragionevole ha una buona conduttività e può formare un'ampia area di contatto. La resistenza di interfaccia tra il collettore di corrente e il rivestimento attivo è bassa, il che favorisce il rapido processo di trasferimento della carica;
(3) La flessibilità e il buffering meccanico dello strato conduttivo possono migliorare l'adesione dell'interfaccia fisica, riducendo al minimo i problemi correlati alla graduale perdita di area di contatto causata dallo stress generato all'interfaccia durante reazioni cicliche a lungo termine. Progettando e sviluppando rivestimenti conduttivi unici, gli esperimenti hanno dimostrato che gli strati di interfaccia conduttivi possono migliorare significativamente le proprietà elettrochimiche, come capacità reversibile specifica, ritenzione di capacità, prestazioni di velocità, ecc.
