Grafenbelagd aluminiumanod för förbättrad prestanda i aluminiumbatterier

Syfte och mål

I detta projekt siktar Mittuniversitetet och 2D Fab på att modifiera ytan på aluminiumanoden genom att applicera en tunn beläggning av grafen på aluminiumytan. Grafenfilmen kommer att skydda den färska aluminiumytan från korrosionsprodukter som produceras på aluminiumsidan i kontakt med elektrolyten under elektrokemisk aktivitet i en battericell.

Resultat och förväntade effekter

Grafen har belagts på aluminiumyta med hjälp av spin coater. Symmetriska celler av aluminium (Al) belagda med grafen har konstruerats. Pläterings-/strippningstester visade att den elektrokemiska prestandan för Al-elektroder har förbättrats i närvaro av grafenbeläggning, jämfört med icke-belagd aluminiumyta. SEM-analys har visat att grafenbeläggning i viss mån kan skydda aluminiumytan från korrosionsprodukter och därmed förbättra cyklingsbeteendet.

Upplägg och genomförande

Grafen och bindemedel gjordes och belades på Al-yta med vanlig gjutning och stångbeläggningsmetod. Optiska mikroskop och svepelektronmikroskop användes för att undersöka beläggningsmorfologin. Specifikt används spinnbeläggningsteknik för att uppnå ett mycket tunt skikt av grafen på Al-ytan. Symmetriska celler av Al-anod belagd med grafen och original Al-anod konstruerades.Elektrokemisk prestanda för belagd Al med grafen med orörd Al har utvärderats med hjälp av cyklisk voltammetri, impedansspektroskopi, plätering/strippningstester.

Abstract in English

Graphene Coated Aluminum Anode Enhancing Aluminum Battery Performance

Purpose and goal
In this project, Mid Sweden University and 2D Fab aim to modify the surface of the aluminum (Al) anode by applying a thin coating of graphene on the Al-surface. The graphene film will protect the fresh Al-surface from corrosion products that are produced on the Al-side in contact with the electrolyte during electrochemical activity in a battery cell.

Expected results and effects
Graphene coated on Al surface using spin coater. symmetric cells of Al coated with graphene have been constructed. Plating /stripping tests showed that electrochemical performance of aluminum electrodes have been improved in presence of graphene coat, compared to non-coated Al surface. SEM analysis has shown that graphene coat could to some extent protect the Al surface from corrosion products, and thus improve the cycling behavior.

Planned approach and implementation
Various formulations of coating slurries of graphene and binder were made and coated on Al surface with regular casting and bar coating method. Optical and scanning electron microscopes were used to examine the coating morphology. Specifically, spin coating technique is used to achieve a very thin coat of garphene on Al surface. Symmetric cells of Al anode coated with graphene and original Al anode are constructed. Electrochemical performance of coated Al with graphene with pristine Al have been evaluate using cycling voltammetry, impedance spectroscopy, plating/stripping tests.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar av grafen – våren 2023

Projektpartners: Mittuniversitetet, 2D fab

Projektledare: Shahrzad Arshadirastabi

Projektform: Genomförbarhetsstudie

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: Juli 2023 - december 2023

Relaterade styrkeområden: