基乙纤维素作为高质量负载的水溶性联合结合剂 LiNi_0.5Mn_1.5O₄离子电池阴极

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
• 可持续能源 可持续能源

背景情况:

• 高压无LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) 阴极为可持续的离子电池 (LIB) 提供了潜力.
• 使用传统的粘合剂,如聚乙烯二化物 (PVDF) 来实现高质量加载电极具有挑战性,特别是在水基加工中.
• 无和水溶性粘合剂对于环保电池制造至关重要.

研究的目的:

• 为高压LNMO阴极开发一个可持续的,无,水溶性粘合剂系统.
• 为了使高质量负载电极具有优化的电化学和机械性能.
• 为了证明LIBs使用这些先进的阴极材料的性能.

主要方法:

• 使用2-乙烯纤维素 (HEC) 作为主要结合剂,与酸和 guar (GG) 交联.
• 制造高质量负载LNMO电极 (约. 15毫克的cm-2). 在这种情况下,
• 用石墨阳极组装完整的离子电池,并在200个循环中评估它们的电化学性能.

主要成果:

• 协同交叉连接的HEC-GG粘合器系统促进了均分散,并改善了电极的机械性能.
• 高质量负载的LNMO电极 (15 mg cm-2) 显示出与基于PVDF的参考电极相似的容量保留.
• 离子电池实现了~2.2 mAh cm-2的面积容量,在200个循环后保持了82%的容量.

结论:

• 一个基于协同交叉连接的HEC和GG的新型,可持续的粘合剂系统使得高性能,高质量负载的LNMO阴极成为可能.
• 这种水处理,无的方法对环保和高效的离子电池制造有希望.
• 开发的系统为先进的储能应用提供了传统粘合剂的可行替代方案.