在离子电池中具有高界面稳定性的/碳阳极的水处理性共价和超分子聚合物结合剂
Tinghao Yun1, Kexing Cai1, Zhijie Jiang2
1State Key Laboratory of Synergistic Chem-Bio Synthesis, Frontiers Science Center for Transformative Molecules, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|January 8, 2026
概括
新的聚合物结合剂稳定了离子电池中的/碳阳极. 这些结合剂消除压力,改善离子传输,提高电池性能和耐用性,用于高能耗应用.
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:
- /碳 (Si/C) 复合阳极对于高能量密度的离子电池至关重要.
- 在电池循环过程中,Si/C阳极面临着大量体积膨胀和接口退化等挑战.
- 现有的粘合剂往往无法充分解决这些机械和界面稳定性问题.
研究的目的:
- 开发一种新的水处理性聚合物粘合剂系统,用于稳定Si/C阳极.
- 为了增强机械应力消散,并促进离子 (Li+) 在阳极接口的运输.
- 为了提高离子电池中Si/C阳极的整体循环稳定性和性能.
主要方法:
- 通过化制造共价和超分子聚合物结合剂 (CSPBs).
- 聚烯酸 (PAA),八臂聚乙烯糖醇 (PAA) 胺 (8arm-PEG-NH2) 和宿主-客人复合物的整合.
- 电极制造和电化学性能测试 (特定容量,速率能力,循环稳定性).
主要成果:
- 基于CSPB的Si/C阳极在1C下经过265个循环后,具有582.0mAhg-1的高特异容量.
- 与PAA或仅有共价交联结合剂 (CCB) 相比,该结合剂表现出更高的速率能力.
- 动力分析证实了增强的Li+扩散系数,表明电离导率有所改善.
结论:
- 开发的CSPB有效地减轻Si/C阳极的体积波动和界面降解.
- 共价链接和超分子相互作用的协同作用组合提供了结构完整性和应力消散.
- 这项工作提出了一个可持续的,可用水处理的粘合剂策略,用于耐用,高性能基阳极.
