先进设计的交叉连接粘合剂通过基于碳甲基纤维素和聚氨酸的现场交叉连接,使得基于的高性能基阳极成为可能
Xingshen Sun1, Xiangyu Lin2, Fuhao Dong2
1Institute of Chemical Industry of Forest Products, CAF, Key Lab. of Biomass Energy and Material, Jiangsu Province, Key Lab. of Chemical Engineering of Forest Products, National Forestry and Grassland Administration, National Engineering Research Center of Low-Carbon Processing and Utilization of Forest Biomass, Jiangsu Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, Nanjing 210042, China; Department of Chemistry and Chemical Engineering, MOE Engineering Research Center of Forestry Biomass Materials and Bioenergy, National Forest and Grass Administration Woody Spices (East China) Engineering Technology Research Center, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; Key Laboratory of Green Chemical Technology of Fujian Province University, Department of College of Ecology and Resource Engineering, Wuyi University, Wuyishan 354300, China.
一种新的复合聚合物粘合剂 (CP-10) 有效地控制了离子电池 (LIB) 中的阳极体积膨胀. 这一战略增强了高性能LIB的循环稳定性和容量保留.
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:
- (Si) 阳极为离子电池 (LIB) 提供了高的理论容量.
- 在循环过程中严重的体积膨胀会导致容量色,并限制实际应用.
- 有效的结合剂对于稳定Si阳极至关重要.
研究的目的:
- 开发一种可减轻体积膨胀并增强Si阳极稳定性的粘合剂.
- 调查现场交叉连接在粘合剂性能中的作用.
- 改善基于Si的LIB的循环寿命和容量保留.
主要方法:
- 一种复合聚合物粘合剂 (CP-10) 通过使用碳素甲基纤维素 (CMC-Na) 和聚氨酸 (PL) 来合成.
- 通过键和静电相互作用在现场交叉连接创建了一个3D网络.
- 分析了粘合剂与Si粒子的相互作用和电极完整性.
- 对Si和Si/C阳极的电化学性能 (循环稳定性,容量保持) 进行了评估.
主要成果:
- CP-10粘合器建立了一个强大的3D网络,为Si体积变化提供机械耐受性.
- 在Si和粘合剂之间增强的结合改善了阳极完整性.
- Si@CP-10阳极在0.5°C的温度下实现了800个循环,具有1000mAhg-1的放电能力.
- 在1C的500个循环后,Si/C@CP-10阳极保持了77.12%的容量.
结论:
- 使用CP-10的"现场交叉连接"战略有效地解决了Si阳极的容量退化问题.
- 粘合剂的独特相互作用显著提高了阳极稳定性和循环性能.
- 这种方法显示了推进高容量LIB技术的巨大潜力.
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