在现场水凝聚合形成一个灵活的多糖化合物协同结合剂网络,用于稳定SiO/C阳极

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
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 氧化 (SiO) 阳极对高容量的离子电池 (LIB) 是有前途的.
• 然而,SiO阳极由于循环过程中的体积膨胀而遭受周期稳定性差,性能迅速降低.
• 现有的结合剂往往无法缓解这些问题,限制了商业应用.

研究的目的:

• 为LIBs中的SiO/碳 (SiO/C) 阳极开发一种新的,环保的粘合剂系统.
• 提高SiO/C阳极的结构完整性和电化学性能.
• 为了研究豆 (LBG) 和丹 (XG) 在粘合剂网络中的协同效应.

主要方法:

• 水热和物理机械过程的整合,以合成LBG@XG水凝粘合剂.
• 在SiO/C粒子周围形成一个LBG@XG粘合剂网络.
• 在LIB中对SiO/C阳极与LBG@XG结合剂进行电化学测试,包括循环稳定性和速率性能评估.

主要成果:

• LBG@XG粘合剂有效地包裹SiO/C颗粒,防止结构损坏并减少体积膨胀.
• 带有LBG@XG结合剂的SiO/C阳极在0.5 A g^{-1的1000个循环后实现了74.1%的高容量保留,在1 A g-1时达到76.4%.}
• 充满电池在1°C下表现出100个周期的稳定容量和出色的速率能力 (103mAhg-1在3°C).

结论:

• 协同的LBG@XG绑定器网络显著提高了LIBs中的SiO/C阳极的稳定性和周期寿命.
• 结合剂的高电子负性和对SiO/C粒子的强烈吸引力有助于减少膨胀和增加阳极稳定性.
• 这项工作为先进的LIB阳极提供了一个有前途的绿色,水基结合剂策略.