Eine aktuelle Arbeit aus der Gruppe von Prof. Lin Zhang wird in der renommierten Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Die Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie erfordert ein Verständnis der elektrochemischen Prozesse in Elektrodenmaterialien mit hoher Auflösung, Genauigkeit und Empfindlichkeit. Die meisten heutigen Techniken sind jedoch dadurch eingeschränkt, dass sie nicht in der Lage sind, die komplexen Signale von mit Paste beschichteten Verbundelektroden zu trennen.
Hier setzen wir eine mikroröhrenförmige 3D-Swiss-Roll-Elektrode ein, die in eine mikrometergroße Lithiumbatterie integriert ist. Diese On-Chip-Plattform kombiniert verschiedene In-situ-Charakterisierungstechniken und ermöglicht eine präzise Untersuchung der intrinsischen elektrochemischen Eigenschaften jedes aktiven Materials, da unnötige Bindemittel und Additive entfernt werden. So kann beispielsweise die kritische Rolle der Fe-Substitution in einer NiO-Elektrode des Konversionstyps aufgeklärt werden, indem die Entwicklung von Fe2O3 und der Festelektrolyt-Zwischenschicht überwacht wird. So lassen sich die drastisch verbesserten Leistungen der Elektrode erklären. Unser Ansatz eröffnet einen bisher unerforschten Weg zur Verfolgung der Phase, der Morphologie und der elektrochemischen Entwicklung von Elektroden in Echtzeit und ermöglicht die Aufdeckung von Informationen, die mit Charakterisierungstechniken auf Massenebene nicht zugänglich sind.
Kontakt: Prof. Dr. Lin Zhang