卡拉基南作为高压NMC811阴极的可持续水处理粘合剂
Ana Clara Rolandi1,2,3, Cristina Pozo-Gonzalo1, Iratxe de Meatza2
1Institute for Frontier Materials, Deakin University, Melbourne 3125, Australia.
ACS applied energy materials
|September 1, 2023
概括
卡拉基南生物聚合物为离子电池阴极的有毒PVDF结合剂提供了一个可持续的,可用水处理的替代品. 含有三组硫酸盐的卡拉基南结合剂表现出优异的电化学性能和稳定性,与传统的结合剂相比.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 聚乙烯化物 (PVDF) 是常见的,但由于其有毒溶剂要求,是离子电池阴极的环境问题粘合剂.
- 开发可持续和可用水处理的粘合剂对于更绿色的电池制造至关重要.
研究的目的:
- 研究卡拉基生物聚合物作为高压NMC811阴极的环保结合剂.
- 评估卡拉基结构 (硫酸盐组含量) 和配方优化对电极性能的影响.
- 为了比较基于卡拉基南的粘合剂与传统的PVDF粘合剂的性能.
主要方法:
- 作为结合剂,测试了具有不同硫酸盐群含量的三种类型的卡拉基 (kappa,iota,lambda).
- 阴极配方得到了优化,将粘合剂含量从5重%降低到2重%.
- 分析了电化学性能 (放电容量,容量保留) 和电极形态.
主要成果:
- 含有三组硫酸盐 (3SO3-Carr) 的卡拉基南结合剂实现了与PVDF相比较的高放电能力 (133.1 mAh g-1在3C) .
- 3SO3-卡尔结合剂表现出良好的容量保留 (91%在90个循环后) 和优越的粘合强度 (17.3 N m-1).
- 一致的粒子分散,降低电荷转移阻力和保存的NMC811形态有助于卓越的性能.
结论:
- 碳素生物聚合物,特别是3SO3-Carr,是高压离子电池阴极的有希望的可持续结合剂.
- 可在水中加工的卡拉基南结合剂为有毒的,依赖NMP的PVDF提供了可行的替代品.
- 该研究强调了电池技术中更绿色的电极制造工艺的潜力.
