Innovative setup to measure bulk resistance in battery electrodes

Abstract

De prestatie van Lithium-ion batterij (LIB) is sterk afhankelijk van zijn transporteigenschappen, zoals ionische geleidbaarheid en elektronische geleidbaarheid. De microstructuur van de electrode van een LIB is een van de belangrijkste factoren in het bepalen van deze eigenschappen in LIB’en en hangt niet enkel af van de componenten van de elektrode, maar ook van het productieproces. Het doel van dit project is het ontwerpen van een nieuwe opstelling om de elektronische geleidbaarheid van lithium-ion elektroden te meten en meer inzicht te krijgen in de limiterende factoren die de prestaties van een batterij doen verslechten. De focus van dit onderzoek ligt bij het meten van bulk conductiviteit en de lokale verschillen in elektronische geleidbaar van kathode elektrodes. Er is immers een tekort aan vergelijking tussen de gemeten elektronische geleidbaarheid en de prestaties van een batterij in de huidige literatuur. Voor dit doel zijn er drie opstellingen ontwikkeld: een Pogo Pin Probe, een 3D-geprinte Probe en een PCB Probe, waarvan de laatste de meest veelbelovende is. De opstelling maakt gebruik van een micro vier-lijn probe om een spanningsverschil te meten, veroorzaakt door de weerstand van de batterijelectrode, die de bovenkant van de PCB bedekt. De PCB heeft meerdere van deze probes. Door de combinatie van probes te veranderen kunnen de ruimtelijke verschillen van de coating bepaalt kunnen worden, zowel over het oppervlak als in de diepte.