IMPROVEMENTS TO ATOMIC LAYER DEPOSITION ON HIGH-ASPECT-RATIO ELECTRODE STRUCTURES

Battery electrodes using VACNT forests to create 3D electrode nanostructures, and methods of making, are described. The VACNTs are electrically and mechanically attached to the anode or cathode substrates, providing a large area of 3D surfaces for coating with active materials and high-conductivity electron pathways to the cell current collectors. A number of different active materials suitable for anodes and cathodes in lithium-ion batteries may be used to coat the individual carbon nanotubes. The high surface area provided by the VACNT forest and the nano-dimensions of the coated active materials enable both high energy-density and high power-density to be achieved with the same battery. Complete conformal coating of the individual CNTs may be achieved by a number of different methods, and coating with multiple active materials may be used to create nanolaminate coatings having improved electrochemical characteristics over single materials. L'invention concerne des électrodes de batterie utilisant des forêts de VACNT pour créer des nanostructures d'électrode 3D, et des procédés de fabrication. Les VACNT sont fixés électriquement et mécaniquement aux substrats d'anode ou de cathode, fournissant une grande superficie de surfaces 3D pour un revêtement avec des matériaux actifs et des trajets de circulation d'électrons à haute conductivité vers les collecteurs de courant de la cellule. Un certain nombre de différents matériaux actifs appropriés pour des anodes et des cathodes dans des batteries au lithium-ion peuvent être utilisés pour revêtir les nanotubes de carbone individuels. La superficie élevée fournie par la forêt de VACNT et les nano-dimensions des matériaux actifs revêtus permettent d'obtenir à la fois une densité d'énergie élevée et une densité de puissance élevée avec la même batterie. Un revêtement conforme complet de chacun des CNT peut être obtenu par un certain nombre de différents procédés, et un revêtement avec de multiples matériaux actifs peut être utilisé pour créer des revêtements nanostratifiés ayant des caractéristiques électrochimiques améliorées par rapport aux matériaux seuls.