Daha Sürətli Şarj, Daha Uzun Ömür: Litium Batareyalarda Qrafen Dəyişikliyi

```html Müəlliflər: In Hyuk Son Jong Hwan Park Seongyong Park Kwangjin Park Sangil Han Jaeho Shin Seok-Gwang Doo Yunil Hwang Hyuk Chang Jang Wook Choi Abstrakt Litium-ion batareyaları üçün bir xüsusiyyəti digərlərini qurban vermədən yaxşılaşdırmaq, əsas parametrlər arasındakı kompromis təbiəti səbəbindən çətindir. Burada biz qrafen–silisium dioksidi yığımı, qrafen topu adlanan bir kimyəvi buxar çökdürmə prosesini bildiririk. Silisium oksid nano-hissəcik mərkəzinə malik iyerarşik üçölçülü quruluşu, miqyaslı Nobilta üyütmə yolu ilə nikellə zəngin təbəqəli katoda qrafen topunun 1 wt% -ni belə bərabər şəkildə örtməyə imkan verir. Qrafen topu örtüyü zərərli yan reaksiyaları basdıraraq və effektiv keçirici yollar təmin edərək dövrə həyatını və sürətli şarj qabiliyyətini artırır. Qrafen topunun özü də 716,2 mAh q -1 yüksək xüsusi tutumu olan anod materialı kimi xidmət edir. Qrafen toplarını ehtiva edən tam hüceyrə, qrafen topları olmayan idarəetmə hüceyrəsi ilə müqayisədə həcmi enerji sıxlığını 27,6% artırır və 5C və 60 ° C-də 500 dövrədən sonra 78,6% tutumun saxlanması ilə birlikdə, kommersiya hüceyrəsi şəraitində 800 Wh L -1 əldə etmə imkanını göstərir. Giriş Litium-ion batareyalarının (LIB) davamlı inkişafı, onların işləməsinin müxtəlif aspektlərində, enerji sıxlığı, güc sıxlığı, dövrə həyatı və təhlükəsizlik daxil olmaqla, əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb olmuşdur. Hazırda mobil İT cihazları LIB tətbiqlərinin əhəmiyyətli bir hissəsini təşkil edir və müasir LIB-lərin işləmə xüsusiyyətləri əsasən qənaətbəxşdir [1, 2, 3]. Bununla belə, elektrik nəqliyyat vasitələri (EV-lər) LIB bazarlarına nüfuz etdikcə, əsas elektrokimyəvi xüsusiyyətlər daha çətin standartlar tətbiq etdi; daha yüksək enerji sıxlığı daha çox sürmə məsafəsi üçün istənilərkən, sürətli şarj və yüksək dərəcəli əməliyyatlar üçün təkmilləşdirilmiş reaksiyon kinetikası tələb olunur. Təhlükəsizlik EV tətbiqləri üçün də şübhəsiz ki, kritik bir amildir. Bu əsas xüsusiyyətlər arasındakı kompromis münasibətini aradan qaldırmaqda çətin bir tapşırıq mövcuddur; bir xüsusiyyəti digərlərini qurban vermədən yaxşılaşdırmaq adətən çətin deyil. Belə bir kompromis münasibəti, xüsusilə enerji sıxlığı və sürətli şarj (və ya güc qabiliyyəti) arasında aydın görünür. Aktiv komponentlər kimi nanomateriallardan istifadə [4, 5] və keçirici agentlər kimi karbon nanomateriallarının daxil edilməsi [6-8] ion diffuziya məsafəsini və daxili müqaviməti azaldaraq şarj sürətini artırdığı aşkar edilmiş olsa da, bu yanaşmaların əksəriyyəti mövcud LIB texnologiyasına tətbiq olunmadan əvvəl daha da təkmilləşdirilməyə ehtiyac duyur. Nanomaterialların çətin sıxlıqları, çoxsaylı LIB tətbiqləri üçün qravimetrik qarşılıqdan daha vacib bir amil olan həcmi enerji sıxlığına zərər verən adi mikroskopik hissəciklərdən çox aşağıdır. Daxili müqavimətin azaldılması istiqamətində oxşar bir kontekstdə, qrafen kimi karbon nanomateriallarının inteqrasiyası, laboratoriya miqyaslı elektrodların elektrik keçiriciliyini artırmaqda effektiv olmuşdur. Bununla belə, böyük miqyaslı bulamaq prosesində kiçik çəki tərkibinin (yəni <3 wt%) karbon nanomateriallarının bərabər paylanmasını əldə etmək hələ nümayiş olunmamışdır. Xarici elementlərlə doping edərək mövcud aktiv materialların modifikasiyası [9, 10] və ya stökiometrik idarə [11-13] Li ionlarının diffuziyasını və buna görə də mikrometr ölçülü adi aktiv materialların şarj sürətini artıra bilər. Lakin bu yanaşmaların əksəriyyəti, spesifik tutumun hesabına effektivdir. Bundan əlavə, enerji sıxlığı və sürətli şarjdan başqa, uzun dövrə həyatına nail olmaq, xüsusilə yüksək temperaturda (yəni 60 ° C), yüksək tutumlu elektrod materialları ehtiva edən qabaqcıl LIB-lər üçün hələ də bir çətinlik olaraq qalır. Nikel (Ni)-zəngin və Li-zəngin təbəqəli oksigən materialları, klassik LiCoO2-yə nisbətən üstün spesifik tutumlarına görə yaxınlaşan katod materialları kimi qəbul edilsə də, doldurma zamanı baş verən istər-istəməz kation qarışığının təbəqəli çərçivəni spinel və ya daş duz strukturlarına saldığı, elektrod səthində istənməyən yan reaksiyalarla birlikdə yaxşı məlumdur. Bugünə qədər görülən səyləri nəzərə alsaq, enerji sıxlığının və dövrə həyatının əhəmiyyətsiz itkisi ilə katod materiallarının sürətli şarj edilməsinə dərhal nail olmaq üçün ən real həll yollarından biri, minimal tərkiblə aktiv materiallar üzərində bərabər şəkildə örtülə bilən keçirici qoruyucu materiallar tapmaqdır. Qrafenlə örtülmüş katod materialları və LIB anod materialı kimi qrafen–silisium oksid (SiO x ) yığımı, qrafen topu (GB) olaraq burada təqdim olunur. Hər bir GB, SiO x nano-hissəcik mərkəzindən və ətraf qrafen təbəqələrindən ibarətdir və üçölçülü (3D) popolare bənzər quruluş yaradır. SiO x nano-hissəcikləri bir çox cəhətdən mühüm rol oynayır, məsələn, SiO x –qrafen interfeysində silisium karbid (SiC) təbəqəsinin əmələ gəlməsini çətinləşdirir, katod materialına GB-nin bərabər örtülməsini təmin edir və GB anod materialı kimi istifadə edildikdə yüksək spesifik tutum təmin edir. GB-nin Ni-zəngin təbəqəli katod üzərində bərabər örtülməsi, elektrolit ilə interfeys sabitliyini və elektrod üzərindəki elektron keçiriciliyini artırır, katodun dövrə qabiliyyətini və sürətli şarj qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. GB-nin unikal üstünlüklərini nəzərə alaraq, GB örtülmüş katod və GB anodunu ehtiva edən tam hüceyrə, kommersiya hüceyrəsi şəraitində 800 Wh L -1-ə yaxın yüksək həcmi enerji sıxlığı imkanını, 5C və 60 ° C-də 500 dövrədən sonra 78,6% tutumun saxlanması ilə birlikdə nümayiş etdirir. Nəticələr Qrafen topunun sintezi Populyar bənzər GB-ni sintez etmək üçün, biz qrafen böyüməsi üçün kimyəvi buxar çökdürmə (CVD) prosesi inkişaf etdirdik. 1000 ° C-də SiO2 nano-hissəciklərinin (diametri 20–30 nm) iştirakı ilə CH4 qazı bir sobaya verildik. Bu temperaturda CH4 hidrogen atomlarını əmələ gətirmək üçün parçalanır, bu da sonradan SiO2-ni SiO x (x <2) -ə qədər azaldır. OH- ionları da eyni zamanda aşağıdakı reaksiyadan əmələ gəlir: Bu reaksiyadakı əsas xüsusiyyət, əmələ gələn SiO x -un qrafen böyüməsi üçün katalitik sahələr təmin etməsi və OH- ionunun qrafenə doğru qrafik karbon əmələ gəlməsini asanlaşdıran yumşaq oksidant kimi xidmət etməsidir [14, 15]. Yumşaq oksidantların qrafik karbon əmələ gəlməsindəki rolu son zamanlarda [16] tənzimlənmişdir, belə ki, yumşaq oksidant olmadan, amorf karbonun əmələ gəlməsi daha üstünlük təşkil edir. Bununla belə, yumşaq oksidantın iştirakı ilə, CO və ya CO2 əmələ gəlməsi üçün reaksiyanın, əks halda amorf karbona çevriləcək karbon atomları üçün üstünlük təşkil etdiyi aşkar edilmişdir. Əslində, metal katalizatorlardan istifadə edərək qrafenin asan böyüməsi eyni şəkildə məlumdur [17-19], burada metal səthində qalan oksigen qrafik karbon əmələ gəlməsinə üstünlük təşkil edir. Yumşaq oksidantın olması, oksidantın Si-nin SiC əmələ gəlməsinə qədər azalmasını maneə törətdiyi üçün SiO x səthində silisium karbid (SiC) təbəqəsinin əmələ gəlməsini çətinləşdirir [19]. Yalnız CH4 istifadəsinə əsaslanan reaksiyon sxemimizdə, 900 ° C-nin altındakı temperaturlarda, qrafen demək olar ki, böyüməmişdir. Əksinə, 1050 ° C və yuxarıda, qrafen böyüməsi qrafen əmələ gəlməsinə görə çox şiddətli olmuşdur (Əlavə Şəkil 1). Qeyd etmək lazımdır ki, 1000 ° C böyümə temperaturu, metal katalizatorlar olmadan Si və SiO2 substratlarına əsaslanan CVD əsaslı qrafen böyüməsi üçün adətən istifadə olunanlardan (1100–1400 ° C) aşağıdır [20-22]. Böyümə mühitinin kritik rolu bir nəzarət təcrübəsi ilə aydınlaşdırılmışdır (Əlavə Şəkil 2); metal katalizatorlardan istifadə edən adi CVD proseslərini izləyərək, 1000 ° C-də 3:7 həcmi axın nisbətində CH4 və H2 verildi. CH4-in parçalanması H2-nin böyük miqdarı ilə maneə törədildiyi üçün, qrafen böyüməsi həqiqətən də çox yavaş olmuşdur və bu da bizim sintez protokolumuzda effektiv qrafen böyüməsində yalnız CH4 istifadəsinin vacibliyini ortaya qoyur. Ümumilikdə, cari reaksiyon sxemində reaktivlərin seçimi və reaksiyon temperaturu, 3D iyerarşik quruluşa malik qrafen–SiO x yığımı istehsal etməkdə əsas rol oynayan metal katalizatorları istifadə edən əvvəlki CVD analoqlarından fərqlidir. CVD prosesi zamanı aparılan bir sıra skan edən elektron mikroskopu (SEM) (Əlavə Şəkil 3a–f) və transmissiya elektron mikroskopu (TEM) təhlilləri (Şəkil 1a–g), qrafen böyüməsi və morfologiyasındakı dəyişiklikləri əks etdirir. CVD prosesinin 5 dəqiqəsindən sonra, SiO2 səthi boyunca (Şəkil 1b, e) qeyri-müəyyən bir 2–3 təbəqəli qrafen filmi müşahidə edildi və tozun rəngi qara oldu (Əlavə Şəkil 3g). Qrafen böyüməsi CVD prosesinin 30 dəqiqəsindən sonra daha aydın oldu, burada 3D təbəqə morfologiyası aydın görünürdü (Şəkil 1c, f). Yüksək böyütməli TEM görüntüsü (Şəkil 1g), qrafenin bir hissəsindəki altıbucaqlı atomik düzlükləri əks etdirir, bu da onun bazal müstəvisini əks etdirir. 30 dəqiqədən sonra, SiO2 nano-hissəciklərinin ölçülərinin orta hesabla 28,2-dən 15,3 nm-ə qədər azaldığı da müşahidə edildi (Əlavə Şəkil 4). Bu, qrafen böyüməsinin yuxarıda qeyd olunan SiO2-nin azalması və sonrakı OH- əmələ gəlməsini əhatə etdiyi üçün baş verdi. Beləliklə, ümumi qrafen böyüməsi, orijinal dənələrin hesabına istehsal olunan 3D həcmi quruluşda genişlənən popkornla demək olar ki, eynidir (Şəkil 1h). SiO2 nano-hissəciklərindən qrafen böyüməsi. – TEM xarakterizasiyası CVD böyüməsindən əvvəl, 5 dəqiqəlik böyümədən sonra və 30 dəqiqəlik böyümədən sonra (ölçü çubuqları, 50 nm). – Müvafiq böyüdülmüş şəkilləri (ölçü çubuqları, 10 nm). 30 dəqiqəlik qrafen böyüməsindən sonra daha yüksək böyütməli şəkil və onun atom səviyyəli görünüşü (ağ qutu) (ölçü çubuğu, 2 nm). SiO2 nano-hissəciklərindən popkorn bənzər qrafen böyüməsinin qrafik təsviri. a c a b c d f g h Qrafen böyüməsi bir sıra əlavə təhlillərlə daha da aydınlaşdırıldı. Böyümə zamanı əldə edilən Rentgen difraksiyası (XRD) spektrləri, CVD prosesi irəlilədikcə, qrafenin (002) və (101) müstəvilərinə uyğun gələn 2θ = 26,44° və 44° təpələri davamlı olaraq böyüdüyünü göstərir (Şəkil 2a), bu da yenidən qrafik karbon əmələ gəlməsini təsdiqləyir [23-25]. Qrafen böyüməsi həmçinin Rentgen fotoelektron spektroskopiyası (XPS) təhlilinin C 1s qolundakı 284,5 və 291,5 eV təpələrində də əks olundu [22, 23]. 284,5 eV-dəki təpə C–C və C=C bağlarına aid edilir, bunlar 30 dəqiqəlik böyümədən sonra qrafik karbon əmələ gəlməsi səbəbindən daha aydın görünür. XPS təhlilinin Si 1s qolundakı Si təpələrindəki davamlı XPS təpələri (Şəkil 2c) CVD prosesi zamanı SiO2-nin azaldığını yenidən təsdiqləyir [25]. Böyümə vaxtının artması ilə, 103 eV-ə yaxın təpə, Si-nin azaldılmış oksidləşmə dərəcəsi səbəbindən daha aşağı bağlanma enerjilərinə doğru dəyişdi. Enerji dispersiv Rentgen (EDX) xəritələrində (Şəkil 2d–g) karbon siqnalının olması və intensivliyinə əsasən, hətta 5 dəqiqədən sonra da, qrafen böyüməsinin SiO x səthi boyunca baş verdiyi və 30 dəqiqədən sonra, böyümə bütün şəkil sahəsinə yayıldığı, Si və O isə bərabər paylandığı aşkar edildi. Qrafenin çəki hissəsi, Raman təhlili, spesifik səth sahəsi və müxtəlif CVD böyümə vaxtında GB-nin keçiricilik nəticələri Cədvəl 1-də ümumiləşdirilmişdir. Spesifik səth sahəsinə gəldikdə, reaksiyon vaxtının artması ilə azalması, qrafen təbəqələrinin birləşib yığılması zamanı davamlı qrafikləşməyə aid edilir. Əlavə Raman və termogravimetrik (TG) təhlil spektrləri Əlavə Şəkil 5-də təqdim edilmişdir. Böyümə zamanı qrafen topunun təhlili. – CVD prosesi zamanı qrafen böyüməsinin XRD, XPS C 1s qolunda və XPS Si 2p qolunda izlənməsi. – SiO2-dən , 5 dəqiqə və , 30 dəqiqə qrafen böyüməsindən sonra C, O və Si üçün EDX element xəritələri (ölçü çubuqları, 50 nm). a c a b c d g d e f g Qrafen topunun Ni-zəngin katod materialına örtülməsi Atom qalınlığında təbəqəli morfologiyası səbəbindən, qrafen yüksək tutumlu təbəqəli katod materiallarının səth qoruyucu örtüyü üçün ən ideal materiallardan biri hesab edilmişdir. Bununla belə, Hummer üsuluna əsaslanan tanınmış məhlul prosesləri halında [26-29], qrafen təbəqələri arasındakı güclü elektrostatik qarşılıqdan yaranan yığılma səbəbindən, məhdud qrafen tərkibi ilə bərabər örtüyə nail olmaq çətindir. Yığılma problemini həll etmək səylərində, qrafiti üyütmə prosesi ilə əzmək kimi fərqli bir yanaşma tətbiq edilmişdir [30]. Bununla belə, bu proses adətən yavaşdır (>6 saat) və daha da əhəmiyyətlisi, ana materialın kristal quruluşuna zərər verə bilər. Həmçinin qeyd edilməlidir ki, CVD prosesləri ilə amorf karbon örtüyü Ni-zəngin oksigən materiallarına tətbiq olunmur [31, 32], çünki CVD prosesləri keçici metalları (TM-lər) çıxarır, ana materialın orijinal kristal quruluşunu pozur. Əksinə, bu tədqiqatda sintez edilmiş GB, kommersiya LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 tozu (ölçü = ~10 µm) səthinə 1 wt% minimal tərkibdə, mülayim Nobilta üyütmə prosesi vasitəsilə örtülə bilər. Örtmə prosesi həmçinin kifayət qədər sürətlidir (~10 dəqiqə 3000 rpm-də). SiO x toxumları bu bərabər örtülməni kiçik çəki tərkibində mümkün etməkdə kritik rol oynayır. SiO x toxumları GB-nin 57,5 wt% -ni təşkil edir (Əlavə Şəkil 5b-dəki TG nəticəsi) və örtmə prosesində, onların mövcudluğu GB-nin LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 səthinə qarşı kəsmə qüvvəsi tətbiq etməsinə imkan verir, sıx qarşılıq yaradır və hətta nüfuz edir. Bu hadisəni təsdiqləmək üçün, 0,5 wt% SiO2 və 0,5 wt% qrafenin fiziki qarışığı ilə eyni örtmə prosesi aparıldı. Bu nümunə, LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 hissəcikləri arasındakı kəskin toqquşmalar, həmçinin LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 hissəcikləri və reaktor divarı arasındakı kəskin toqquşmalar səbəbindən NCM-nin səth bölgəsində kristal zədələnmədən əziyyət çəkdi (Əlavə Şəkil 6). Bu hadisələr, SiO x hissəcik mərkəzlərini ehtiva edən 3D iyerarşik quruluşların olmadığı halda baş verən qrafen yığılması ilə gücləndirildi. GB-nin bərabər örtülməsi SEM və TEM təhlilləri ilə təsdiqləndi. Bu andan etibarən, GB örtüsündən əvvəl və sonra LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2, müvafiq olaraq, saf NCM və GB-NCM olaraq qeyd olunur. GB örtüsündən əvvəl və sonra NCM-nin aşağı böyütməli SEM şəkilləri (Şəkil 3a, b, Əlavə Şəkil 6a, b) kiçik GB tərkibinin bərabər paylanması səbəbindən çox oxşar morfologiyalar göstərdi. Bununla belə, GB-NCM-nin daha yüksək böyütməli SEM şəkil NCM-nin birincil hissəcikləri arasındakı boşluqlara GB nüfuz etdiyini göstərir (Şəkil 3d). GB-nin nüfuzu TEM şəkillərində (Şəkil 3e, f) daha aydın müşahidə edildi. Şəkil 3e-də, bir qrafen təbəqəsi bir NCM hissəciyinin yuxarısındakı açıq boşluqda müşahidə edildi (qırmızı nöqtəli xətlərə baxın). Bəzi qrafen təbəqələri NCM səthi boyunca düzülmüşdü və 3,3 və ya 3,4 Å sabit intervallı məsafə göstərirdi (Şəkil 3f). LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 üzərinə GB örtülməsi. LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2-nin SEM şəkilləri , örtülmədən əvvəl (ölçü çubuqları, müvafiq olaraq 2 µm və 200 nm) və , GB örtülməsindən sonra (ölçü çubuqları, müvafiq olaraq 2 µm və 200 nm). , Qrafen təbəqələrinin TEM şəkilləri (ölçü çubuqları, 5 nm). LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2-nin birincil hissəcikləri arasında yerləşir və LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2-nin birincil hissəcikləri boyunca örtülmüşdür. , C və Si üçün LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2-nin EDX element xəritələri (ölçü çubuqları, 2 µm). GB örtülməsindən əvvəl və sonra. GB, saf LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 və GB örtülmüş LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2-nin Raman spektrləri. Eyni üç nümunənin C 1s qolunda XPS spektrləri. LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 üzərinə GB örtülməsinin sxematik təsviri. a c b d e f e f g h g h i j k GB örtüsündən əvvəl və sonra EDX element xəritələri (Şəkil 3g, h) GB-nin hər bir NCM hissəciyinin bütün sahəsi üzərində bərabər paylanmasını da göstərir. Raman təhlilində (Şəkil 3i), saf NCM heç bir təpə göstərmədi, halbuki GB-NCM halında GB örtülməsi D, G və 2D təpələri ilə əks olundu, bunlar çılpaq GB-nin təpələri ilə uyğun idi. Eyni şəkildə, GB-NCM-nin XPS C 1s spektrində (Şəkil 3j) C–C və C=C bağları ilə təmsil olunan qrafik karbon əmələ gəlməsi aşkar edildi. 291,5 eV-dəki peyk də qrafik karbon əmələ gəlməsini dəstəkləyir [23]. Vacibdir ki, hətta 1 wt% GB əlavəsi də, peletləşdirilmiş formada test edildikdə NCM tozunun keçiriciliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdı; peletləşdirilmiş saf NCM və GB-NCM müvafiq olaraq 1,13 × 10−3 və 9,72 × 10−2 s sm−1 keçiricilik dəyərlərini göstərdi. Ümumilikdə, GB-nin unikal iyerarşik quruluşu, mikrometr ölçülü NCM toz üzərində minimal tərkibdə (Şəkil 3k) onun bərabər örtülməsini təmin edir və nisbətən aşağı NCM keçiriciliyini tamamlayır. Batareya testi GB örtülməsinin batareya performansına təsirini sınamaq üçün, həm saf NCM, həm də GB-NCM ilk növbədə yarım-hüceyrə konfiqurasiyasında, Li metal diski əks və istinad elektrodu olaraq istifadə edilərək yoxlanıldı. Biz ilk növbədə istifadə etdiyimiz elektrod şəraitini müzakirə edəcəyik ki, GB-əsaslı yanaşmanın ticarətə yararlılığını vurğulayaq. Hazırda ticari LIB katodları LiCoO2-ə əsaslanır (məsələn, smartfonlar üçün istifadə olunanlar), aktiv material həcmi enerji sıxlığını maksimallaşdırmaq üçün elektrodun 96–97 wt% -ni tutur [3]. Ni-zəngin aktiv materiallar halında, onların nisbətən aşağı elektron keçiriciliyi səbəbindən, təxminən 92 wt% tərkibi hazırda optimal dəyər olaraq qəbul edilir, keçirici agent və yapışdırıcı hər biri təxminən 4 wt% təşkil edir. Bizim vəziyyətimizdə, inteqrasiya olunmuş GB sayəsində təkmilləşdirilmiş keçiricilik ilə aktiv material tərkibini LiCoO2 əsaslı elektrod səviyyələrinə çatdırmaq səylərində, 97 wt% NCM aktiv materialı, 0,5 wt% super P, 1,0 wt% GB və 1,5 wt% polimer yapışdırıcısından (poliviniliden ftalid, PVDF) ibarət bir elektrod hazırlandı (Əlavə Cədvəl 1-də ətraflı məlumatlar). SiO x toxumları GB-nin 57,5 wt% -ni təşkil etdiyi üçün (Əlavə Şəkil 5b), qrafenin özü bütün elektrodun yalnız 0,425 wt% -ni təşkil edir. Təəccüblüdür ki, GB-nin inteqrasiyası ilə təkmilləşdirilmiş keçiricilik sayəsində NCM tərkibinin artırılması (92 wt% → 97 wt%) elektrodun həcmi tutumunu təxminən 33,3% artırdı; verilmiş qravimetrik tutumu 190 mAh q -1 olmaqla, GB-NCM (97 wt% aktiv material) və saf NCM (92 wt% aktiv material) elektrodları müvafiq olaraq 760 və 570 mAh cc -1 verdi (Əlavə Cədvəl 2). Referans olaraq, hər iki elektrod NCM-nin çətin sıxlıqları müvafiq olaraq 4,0 və 3,0 q sm -3 idi. Bu böyük fərq super P-nin aşağı sıxlığından yaranır; hətta super P tərkibində kiçik bir dəyişiklik aktiv materialın çətin sıxlığında əhəmiyyətli bir fərqə səbəb olur. Əslində, katod tərəfindəki artan həcmi tutum, GB anod təsvir ediləcəyi zaman tam hüceyrə enerji sıxlığına k