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 工程类 内分泌学 物理化学
作者
Mathias Drews,Sebastian Tepner,Peter Haberzettl,Harald Gentischer,Witali Beichel,Matthias Breitwieser,Severin Vierrath,Daniel Biro
出处
期刊:RSC Advances [The 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
英俊的铭应助冷涵采纳,获得10
刚刚
Boom完成签到,获得积分10
1秒前
丘比特应助学术学习采纳,获得10
2秒前
隐形的baby发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
5秒前
7秒前
科研狗应助沉静篮球采纳,获得30
7秒前
大力的灵雁应助沉静篮球采纳,获得30
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
momo发布了新的文献求助10
9秒前
xzy998发布了新的文献求助30
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
hahahahaha发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
满意曼寒完成签到,获得积分10
11秒前
孟德尔的豌豆完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
不能说的秘密完成签到,获得积分10
12秒前
黄伟凯发布了新的文献求助10
12秒前
nenoaowu发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
学术学习发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
Owen应助123采纳,获得10
15秒前
16秒前
大郎完成签到,获得积分10
16秒前
英俊的铭应助之星君采纳,获得10
16秒前
优雅的千凝完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
万事顺遂完成签到,获得积分10
17秒前
王w发布了新的文献求助30
17秒前
张涵发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6031110
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7711534
关于积分的说明 16196059
捐赠科研通 5178094
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2771027
邀请新用户注册赠送积分活动 1754430
关于科研通互助平台的介绍 1639636