Towards 3D-lithium ion microbatteries based on silicon/graphite blend anodes using a dispenser printing technique

材料科学 阳极 泥浆 石墨 锂(药物) 流变学 电化学 复合材料 化学工程 丝网印刷 电极 化学 医学 物理化学 内分泌学 工程类
作者
Mathias Drews,Sebastian Tepner,Peter Haberzettl,Harald Gentischer,Witali Beichel,Matthias Breitwieser,Severin Vierrath,Daniel Biro
出处
期刊:RSC Advances [Royal Society of Chemistry]
卷期号:10 (38): 22440-22448 被引量:20
标识
DOI:10.1039/d0ra03161e
摘要

In this work we present for the first time high capacity silicon/carbon-graphite blend slurries designed for application in 3D-printed lithium ion microbatteries (3D-MLIBs). The correlation between electrochemical and rheological properties of the corresponding slurries was systematically investigated with the prospect of production by an automated dispensing process. A variation of the binder content (carboxymethyl cellulose/styrene-butadiene rubber, CMC/SBR) between 6 wt%, 12 wt%, 18 wt% and 24 wt% in the anode slurry proved to be crucial for the printing process. Regarding the rheological properties increasing binder content leads to increased viscosity and yield stress values promising printed structures with high aspect ratios. Consequently, interdigital 3D-printed micro anode structures with increasing aspect ratios were printed with increasing binder content. For printed 6-layer structures aspect ratios of 6.5 were achieved with anode slurries containing 24 wt% binder. Electrochemical results from planar coin cell measurements showed that anodes containing 12 wt% CMC/SBR binder content exhibited stable cycling at the highest charge capacities of 484 mA h g-1 at a current rate of C/4. Furthermore, at 4C the cells showed high capacity retention of 89% compared to cycling at C/4. Based on this study and the given material formulation we recommend 18 wt% CMC/SBR as the best trade-off between electrochemical and rheological properties for future work with fully 3D-printed MLIBs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
nan完成签到,获得积分10
3秒前
yuanmeng434完成签到 ,获得积分10
5秒前
李健应助hu采纳,获得10
6秒前
mimimi完成签到,获得积分10
7秒前
99完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
Sun1c7完成签到,获得积分10
9秒前
lizishu完成签到,获得积分0
10秒前
safety完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
大梦完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
600am发布了新的文献求助30
14秒前
cdercder应助shuiyu采纳,获得10
14秒前
000发布了新的文献求助10
16秒前
ChatGPT完成签到,获得积分10
17秒前
科研浩完成签到 ,获得积分10
18秒前
Lojong完成签到,获得积分10
18秒前
大禹发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
Lanjs完成签到,获得积分10
22秒前
CTer完成签到,获得积分10
23秒前
decipher完成签到,获得积分10
23秒前
陈雨完成签到,获得积分10
23秒前
清风完成签到 ,获得积分0
24秒前
空半月完成签到 ,获得积分10
26秒前
杨宇康完成签到,获得积分10
26秒前
xstar完成签到,获得积分10
27秒前
来杯冰美式完成签到,获得积分10
28秒前
JamesPei应助大禹采纳,获得10
28秒前
vc关闭了vc文献求助
31秒前
hf完成签到,获得积分10
31秒前
负责雨安完成签到 ,获得积分10
32秒前
32秒前
king_creole完成签到,获得积分10
33秒前
J18完成签到,获得积分10
34秒前
zy完成签到 ,获得积分10
34秒前
36秒前
彬彬发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Thermal effects on behaviour of clay–structure interface under partial drainage 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6895521
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8591375
关于积分的说明 18242840
捐赠科研通 6291146
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3060287
关于科研通互助平台的介绍 2078642
邀请新用户注册赠送积分活动 2038149