具有结构适应性的分支聚胺结合剂,具有协同弹性缓冲和离子传输,用于阳极的长期稳定性
Yongjun Kang1, Fangzhou Liu1, Jialun Yin1
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|August 7, 2025
概括
一种新的3D分支聚胺粘合剂通过提高离子电池的弹性和离子导电性来增强阳极,克服体积膨胀和界面稳定性问题,以获得更好的性能.
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:
- (Si) 阳极为下一代离子电池 (LIB) 提供了高的理论容量.
- 显著的体积膨胀和差的界面稳定性阻碍了Si阳极的性能.
- 先进的粘合材料对于稳定和高性能阳极至关重要.
研究的目的:
- 为Si阳极开发一种具有增强弹性和离子导电性的3D分支聚胺 (PI) 结合剂.
- 为了应对阳极体积膨胀和界面不稳定的挑战.
- 提高LIBs的循环稳定性和能量密度.
主要方法:
- 3,3',4,4'-双四碳酸二水化物 (BPDA),4,4'-氧迪安林 (ODA),同二水化物 (IDP) 和多二甲西洛) 乙化物 (DMS) 的联合聚合.
- 加入1,3,5-tris(4-aminophenoxy) (TAPOB) 形成一个3D交联网络 (mPI-T).
- 对SiOx@mPI-T和Si/C@mPI-T电极进行电化学测试,并使用NCM811对全细胞进行评估.
主要成果:
- 3D mPI-T粘合剂具有高性,结构稳定性和极性,与SiOx有强烈的相互作用.
- SiOx@mPI-T电极在1C的600个循环后显示88%的容量保留.
- Si/C@mPI-T电极在1000个周期中表现出低容量衰变率,每周期为0.038%.
- 全电池 (SiOx@mPI-T//NCM811) 在200个循环后保持83.1%的容量.
结论:
- 合成的3D分支聚胺粘合剂有效地减轻了Si阳极体积膨胀,并提高了接口稳定性.
- 粘合剂的弹性和离子导电性是实现卓越的循环稳定性和长期性能的关键.
- 这种先进的绑定器显示出开发高能量密度LIBs的巨大潜力.
