反应性环氧纳米球的双乳液合成,用于先进的离子电池结合剂
Pingwei Zhu1, Lei Zhao1, Li Liu1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China; MIIT Key Laboratory of Critical Materials Technology for New Energy Conversion and Storage, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China.
Journal of colloid and interface science
|March 30, 2025
概括
超小型反应性环氧纳米球 (EPS) 通过防止粘合剂迁移和增强电极结构来改善离子电池阳极. 这导致显著改善剥离强度和容量保留,以提高电池性能.
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:
- 电动汽车的发展推动了对改进的离子电池 (LIB) 技术的需求.
- 对于LIB阳极而言,常规的 styrene butadiene latex/carboxymethyl cellulose (SBR/CMC) 结合剂面临着诸如结合剂浮动和薄膜形成不良等挑战.
- 开发先进的聚合物结合剂对于提高LIB性能和寿命至关重要.
研究的目的:
- 合成超小反应性环氧纳米球 (EPS) 作为LIB阳极的新型聚合物粘合剂.
- 调查EPS对电极结构完整性,湿透性和电化学性能的影响.
- 为了比较EPS结合电极与传统SBR结合剂的性能.
主要方法:
- 定制的双乳液 (DE) 脱乳化方法,用于合成70nm的EPS.
- 使用EPS和SBR结合剂制造LIB阳极电极.
- 评估电极剥离强度,孔隙结构,电解质可湿性和10C的速率性能.
- 电化学测试以确定容量保留.
主要成果:
- EPS粘合剂消除了粘合剂迁移,形成了共价交联网络,达到7.03 N cm-1的剥离强度 (相对于SBR的4.53 N cm-1).
- EPS优化了电极孔结构,提高了电解质的可湿性.
- 与EPS结合的电极表现出优越的速率性能,在10°C时保持50.4%的容量,而SBR的容量保持率为21.2%.
结论:
- 反应式EPS纳米球为克服LIB阳极中常规结合物的局限性提供了有效的解决方案.
- EPS的战略设计提高了电极稳定性,离子传输和电池的整体性能.
- 对于开发下一代高性能离子电池来说,EPS是一个有前途的途径.
