探索高分子和低分子重量的多烯酸和多烯酸盐作为在石墨阳极中使用的潜在粘合剂系统
Michael J Jolley1, Tanveerkhan S Pathan1, Craig Jenkins1
1Energy Innovation Centre (EIC), WMG, University of Warwick, CV4 7AL Coventry, United Kingdom.
ACS applied energy materials
|February 14, 2025
概括
高分子量聚烯酸 (PAA) 和部分中和的聚烯酸 (Na-PAA) 作为-石墨阳极的聚合物结合剂提供了卓越的性能. 这些结合剂增强了机械强度和电化学稳定性,这对于在电池循环过程中适应体积膨胀至关重要.
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:
- 阳极对于下一代电池至关重要,因为它们的容量很高.
- 在循环过程中体积膨胀对阳极稳定性构成挑战.
- 强大的聚合物粘合剂对于商业化阳极至关重要.
研究的目的:
- 研究聚烯酸 (PAA) 和聚烯酸 (Na-PAA) 作为-石墨阳极的结合剂.
- 评估分子量 (MW) 和部分中和对粘合剂性能的影响.
- 为了确定最佳的粘合剂特性,以提高阳极循环稳定性.
主要方法:
- 低功率和高功率的PAA和Na-PAA的合成和表征.
- 用不同的粘合剂配方对石墨阳极进行电化学测试.
- 对容量保留,循环稳定性和电极凝聚力的分析.
主要成果:
- 高兆瓦的PAA显示出稳定的容量保留 (672mAhg-1超过100个周期).
- 低MW的PAA显示容量保留显著降低 (373mAhg-1经过30个周期).
- 与非中和或完全中和系统相比,部分中和的Na-PAA结合剂表现出更高的循环性能.
- 高MW和部分中和的PAA改善了电极凝聚力和微观结构完整性.
结论:
- 部分中和,高MWPAA是石墨阳极的有希望的聚合物结合剂.
- 粘合剂的特性显著影响阳极的机械强度和电化学稳定性.
- 优化的粘合剂是克服阳极体积扩张挑战的关键.
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