调节接种密度以实现超低粘合剂含量下的高实际容量的子微粒子阳极
Zeheng Li1,2, Juncheng Qiu1, Weiting Tang1
1School of Chemical Engineering and Light Industry, Guangdong University of Technology, Guangzhou, 510006, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 3, 2024
概括
优化移植生物聚合物结合剂可以提高阳极性能. 一种具有最佳接种密度的特殊 guar gum-polyacrylamide 粘合剂 (GP5) 提高了高容量电池的电极稳定性和导电性.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- (Si) 阳极具有高容量,但由于循环过程中的体积膨胀,其稳定性不佳.
- 移植的生物聚合物结合剂可以提高Si阳极的可加工性和循环稳定性.
- 缺乏对接种密度对阳极粘合剂性能影响的系统研究,特别是对于较大的粒子.
研究的目的:
- 设计和制备具有不同接种密度的 guar 接种聚烯胺 (GP) 结合剂.
- 确定最佳的接种密度,以最大限度地提高子微粒 (SiSMP) 阳极的电化学性能.
- 阐明优化结合剂在增强电极完整性和离子传输方面的作用.
主要方法:
- 在受控的移植密度下合成GP结合剂.
- 使用不同的GP结合剂对SiSMP阳极进行电化学测试.
- 粘合剂性能的表征:粘合强度,机械性能,离子导电性.
- 使用PeakForce原子力显微镜和现场微分电化学质谱学的高级分析.
主要成果:
- 具有最佳接种密度的GP5粘合剂,表现出优越的附着性,机械性能和离子导电性.
- 使用GP5粘合剂的SiSMP电极显示出增强的结构完整性和更快的离子运输动力学.
- 高负载SiSMP@GP5电极 (1重量%的粘合剂) 显示出高容量和稳定的循环性.
- 使用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2阴极和SiSMP@GP5阳极的囊细胞显示出出色的循环性.
结论:
- GP结合剂的最佳接种密度显著影响SiSMP阳极性能.
- GP5粘合剂有效地减轻Si粒子裂变,并改善电极稳定性.
- 开发的GP5绑定器显示了高能量密度电池应用的实际可行性.
