Elektroden sind elektrisch leitfähige Phasen, die als Grenzfläche zwischen einem elektronisch leitenden Leiter (z.B. Stromableiter, Kollektor) und einem ionisch leitenden Medium (Elektrolyt, Plasma, Festkörperelektrolyt) dienen. In der Werkstofftechnik bestimmen Aufbau, Mikrostruktur und chemische Zusammensetzung der Elektrode maßgeblich Kinetik, Effizienz, Lebensdauer und Sicherheit elektrochemischer Systeme.

Fundamental ist die Trennung zwischen aktiver Phase (z.B. Kathodenmaterialien, Graphitanode, Nickelelektroden, Perowskite) und stromsammelnder Phase (Metallfolien, leitfähige Additive). Kompositelektroden kombinieren aktive Partikel, leitfähige Zusätze (Kohlenstoff, leitfähige Oxide) und Binder zu einer perkolierenden Struktur, die simultan Elektronen- und Ionenleitung sowie mechanische Integrität gewährleistet.

In Batterien bestimmen Elektrodenmaterialien die Zellspannung (Redoxpotential), spezifische Kapazität und Zyklenstabilität. Dünnfilm-Elektroden, etwa in Mikro- und Festkörperbatterien, erlauben präzise Schichtdickenkontrolle und kurze Diffusionswege. Transparente Elektroden (z.B. ITO, leitfähige Oxidperowskite) ermöglichen die Kombination elektrochemischer oder elektronischer Funktion mit optischer Transparenz, etwa in Photovoltaik und Displays.

Wesentliche werkstoffliche Aspekte sind: Elektroden/Elekrolyt-Grenzflächenreaktionen (SEI-Bildung, Interdiffusion), mechanische Degradation durch Volumenänderung, elektrische und ionische Leitfähigkeit, Korrosions- und Zersetzungsstabilität sowie Prozessierbarkeit (Beschichtung, Sintern, CVD/PVD bei Dünnfilmen). Das gezielte Design von Mikrostruktur und Phasenverteilung ist entscheidend für die Optimierung moderner Elektroden.