具有自我修复化学的动态键交联结合剂使离子电池中的高性能阳极成为可能
Jiahao Chen1, Yaxin Li1, Xinyuan Wu1
1College of Materials Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, Jiangsu, China.
Journal of colloid and interface science
|December 13, 2023
概括
一种新的自我修复的粘合剂,酸-多烯酸 (TA-c-PAA),可以增强离子电池的阳极. 这种粘合剂通过在骑行期间管理压力来提高稳定性和性能.
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:
- 阳极为离子电池 (LIB) 提供高能量密度,但由于循环过程中压力积累而遭受结构不稳定和衰变.
- 这限制了它们在下一代高能量密度LIB中的实际应用.
研究的目的:
- 为阳极开发一种自我修复的粘合剂,以克服结构不稳定性和循环衰变.
- 改进LIBs中的阳极的电化学性能和寿命.
主要方法:
- 酸 (TA) 和聚烯酸 (PAA) 在现场聚合,以创建一个交叉连接的结合剂 (TA-c-PAA).
- 利用动态键进行自我愈合和强大的粘附.
- 电化学测试 (特定容量,速率能力,循环稳定性) 和材料表征 (形态,膨胀,有限元模拟).
主要成果:
- TA-c-PAA粘合剂表现出优异的自我愈合特性和对阳极的强粘合.
- Si@TA-c-PAA电极实现了高可逆的特定容量 (3250 mAh/g在0.05C),优异的速率能力 (1599 mAh/g在2C),以及令人印象深刻的循环稳定性 (1742 mAh/g在0.25C后450个循环).
- 粘合剂使应力消散成为可能,并且在电化学循环过程中防止阳极粉碎.
结论:
- TA-c-PAA粘合剂有效地解决了阳极的结构不稳定性和循环衰变.
- 这种自我修复的粘合剂设计为开发高级LIBs的高性能阳极提供了一个有希望的策略.
- 结合剂网络中的动态键可适应应力,为高效和成本效益的结合剂解决方案铺平了道路.
