《AEM》:软硬协同的粘结剂,实现高性能硅基负极!

发布网友发布时间：2024-10-24 15:12

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热心网友时间：2024-10-29 10:53

在锂离子电池（LIB）领域，传统的石墨负极已面临局限，硅（Si）负极因其高理论容量展现出巨大潜力。然而，硅负极的广泛应用受限于其在锂化过程中显著的体积膨胀问题。为解决这一挑战，中国科学院青岛等机构的研究团队开发了一种创新的粘合剂——PCH-CR，它结合了亲水硬段和亲油软段，灵感源自贻贝鳍条的结构。这种软硬段协同的粘合剂通过原位酯交联，优化了聚合物的机械性能和粘合力，显著抑制了SiC600电极的体积膨胀，从而提高了电极的结构稳定性和SEI的完整性。

PCH-CR在SiC600电极上的应用展现了前所未有的循环和速率性能，尤其是在硬币电池和软包电池中。通过实验，如傅立叶变换红外光谱和密度泛函理论，研究者证实了PCH-CR的交联结构和优越性能。使用PCH1/3-CR粘合剂的SiC600电极在循环过程中保持了高结构稳定性和界面稳定性，即使在较低粘合剂用量下也实现了优异的电化学性能。这些进步标志着硅基负极应用的新里程碑，预示着软硬协同粘结剂在高性能LIB中的广阔前景。

通过一系列图表，研究结果详细展示了粘合剂对电极性能的影响，包括电极的体积膨胀控制、机械性能增强以及循环和速率性能的提升。PCH1/3-CR的成功应用不仅解决了硅负极的关键问题，还为提升基于碳化硅负极的锂离子电池性能提供了一种创新途径。

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