Batterier består av to sider: en anode og en katode, der ioner beveger seg fra katoden til anoden under ladning. I de aller fleste litium-ion-batterier, anoden består av grafitt-partikler. Silisium er en lovende kandidat for å erstatte grafitt fordi det har en mye høyere kapasitet til å absorbere og lagre litium, men kommersiell utnyttelse av silisium som anodemateriale har vært forhindret av raskere degradering, som leder til en kortere levetid.
Felles for begge disse anodematerialene er at en solid electrolyte interface (SEI) blir dannet som et beskyttende lag under oppladning. Dette kan også ha negative egenskaper. For eksempel har noen SEI-faser dårlig ledningsevne, som gir en lavere utnyttelse av anodematerialet. Hurtigladning kan forårsake ustabil SEI-vekst og litiumbelegg på anoden, som reduserer levetiden drastisk.
I prosjektet LINK - Linking Electrochemical and Chemo-Physical Properties of Anode Materials for the use in Lithium-Ion Batteries - gjør vi fundamentale studier av SEI-formasjon på både grafitt- og silisiumanoder, fra rene modellsystemer til fullcellebatterier. Elektrokjemisk karakterisering og strukturell og kjemisk analyse på nanoskala vil avdekke degraderingsmekanismene som begrenser ladehastigheten og antallet ladesykluser et batteri kan tåle i løpet av levetiden.
