刚性-灵活的综合聚合物粘合剂通过在离子电池中Si/C极的现场化交叉连接
Shuyi Li1, Haoxin Gao1, Jiazhao Tan1
1School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 19, 2025
概括
一种新的刚性-柔性粘合剂有效地管理阳极体积膨胀,防止电极退化并提高电池寿命. 这一突破提高了下一代阳极的循环稳定性.
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:
- 阳极由于体积膨胀>300%而面临挑战,导致电极粉碎和容量衰减.
- 传统的结合剂不足以减轻阳极的严重体积变化.
- 开发先进的粘合剂对于稳定和高性能电池至关重要.
研究的目的:
- 为阳极合成和表征一种具有集成刚性-柔性结构的新型粘合剂.
- 研究交叉连接密度和链条灵活性对粘合剂性能的影响.
- 使用开发的粘合剂评估阳极的电化学稳定性和容量保留.
主要方法:
- 亚克力酸 (AA) 和乙烯酸 (HEA) 的共聚化,然后与碳酸酸丁烯 (XNBR) 进行交叉链接.
- 系统地改变AA/HEA质量比以控制交联密度.
- 电化学测试 (循环稳定性,容量保持) 和电极形态分析 (SEM).
主要成果:
- 优化的PAH-8:2-XNBR粘合剂证明了弹性模量和粘合强度的理想平衡.
- 带有粘合剂的Si/C600阳极在300个循环 (0.5C) 后保留了465.20 mAh g-1和在200个循环 (2C) 后保留了466.51 mAh g-1.
- 在300个循环后,电极加厚被抑制到10.93%,这表明结构完整性很好.
结论:
- 刚性-柔性粘合剂有效地适应膨胀,保持导电通路和电化学完整性.
- 刚性和柔性段之间的协同作用是抑制阳极体积变化的关键.
- 这种粘合剂设计为开发用于先进电池的耐用阳极提供了有前途的战略.
