Water-based processing of high-mass loading thick NMC electrodes for high-performing Li-ion batteries and microstructure visualization by X-ray computed tomography
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Le résumé fourni par la source
The growing demand for high energy density storage technologies has intensified research and development on electrode design/processing routes with improved safety, cyclic-life and performance. To achieve these goals, it is crucial to understand the microstructure of cathode active materials (CAMs) and their influence on battery performance. Herein, we report a fabrication process for high mass loading, thick LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (NMC622) electrodes via a modified, environmentally benign, water-based processing that facilitates a low-tortuosity structure for high performance battery. The electrodes were examined using X-ray computed tomography, X-ray photoelectron spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy revealing much-needed physicochemical insights. A dual-layer thick electrode is produced with a high areal capacity of 9.2 mAh cm-2 at high active material loading to 51.5 mg cm-2 while maintaining the accessible capacity at elevated C-rates. 3D microstructure-resolved modelling reveals the effect of macropores in the DLE electrode in enhancing local electrolyte transport, which is conducive to a mitigated reaction overpotential, improved lithiation exchange current density and slightly deeper degree of lithiation than the conventional NMP electrode. The electrode microstructure design and characterization tools employed in this study can also be applied to other high energy density electrochemical devices that require efficient and rapid mass transport in a specific direction.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Water-based processing of high-mass loading thick NMC electrodes for high-performing Li-ion batteries and microstructure visualization by X-ray computed tomography
- Date Crossref
- 29/11/2025
- Éditeur
- Wiley
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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University of Oxford pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Queen Mary University of London pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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