Jako nosič, který vede elektrony a nese aktivní materiály uvnitř lithium-iontové baterie, hraje sběrač proudu důležitou roli v konečném výkonu bateriového článku. Hliníková fólie je nejčastěji používaným katodovým kolektorem proudu. Aby se zlepšila rychlost, cyklus a životnost elektrody, jsou na povrchu hliníkové fólie potaženy některé vodivé povlaky, které mohou účinně zlepšit kontaktní odpor rozhraní mezi sběračem proudu a aktivními částicemi a zlepšit vztah mezi aktivní materiál a sběrač proudu. Síla vazby snižuje problém odlupování aktivních částic během cyklování elektrod. Povlak hliníkové fólie potažené uhlíkem obecně zahrnuje vodivé saze, grafen, uhlíkové nanotrubice atd. Vzorec vrstvy uhlíkového povlaku, tloušťka povlaku, rovnoměrnost povlaku atd. také ovlivní účinek základního nátěru.
Tento článek používá metodu testu odporu pólových nástavců k porovnání rozdílů v odporu uhlíkem potažených hliníkových fólií s různými vzorci a různými tloušťkami povlaku a analyzuje stejnoměrnost podkladových pólových nástavců.
Stručně řečeno, přidání účinné mezivrstvy mezi aktivní materiál a kovový sběrač proudu nejen zlepšuje kontaktní odpor rozhraní, ale má také následující potenciální synergické výhody:
(1) Chemicky a elektrochemicky stabilní vodivá vrstva může sloužit jako účinná difúzní bariéra k zabránění difúze kyslíku produkovaného v důsledku vedlejších reakcí během rozkladu elektrolytu a/nebo interkalačních reakcí lithných iontů, čímž účinně brání tvorbě na povrchu kovových kolektorů proudu. . oxidová vrstva, čímž se zabrání degradaci;
(2) Vodivá vrstva s přiměřeným složením má dobrou vodivost a může tvořit velkou plochu kontaktu. Odpor rozhraní mezi sběračem proudu a aktivním povlakem je nízký, což přispívá k rychlému procesu přenosu náboje;
(3) Flexibilita a mechanické tlumení vodivé vrstvy může zlepšit adhezi fyzického rozhraní, čímž se minimalizují problémy související s postupnou ztrátou kontaktní plochy způsobené napětím generovaným na rozhraní během dlouhodobých cyklických reakcí. Navržením a vývojem jedinečných vodivých povlaků experimenty prokázaly, že vodivé vrstvy rozhraní mohou výrazně zlepšit elektrochemické vlastnosti, jako je specifická reverzibilní kapacita, zachování kapacity, rychlostní výkon atd.
