?廣工大吳曙星AFM:提升硅基負(fù)極首效的通用策略,采用預(yù)鋰化PAA粘結(jié)劑! 2023年10月8日 下午10:08 ? 未全平臺(tái)發(fā)布, 頂刊 ? 閱讀 112 硅(Si)基負(fù)極的低初始庫(kù)侖效率(ICE)和循環(huán)壽命不足嚴(yán)重阻礙了它們最終被引入下一代高能量密度鋰離子電池(LIB)。 廣東工業(yè)大學(xué)吳曙星等提出了一種基于聚丙烯酸(LixPAA)的工程預(yù)鋰化粘結(jié)劑策略,以用于具有代表性的SiOx負(fù)極。 圖1 預(yù)鋰化粘結(jié)劑的合成和表征 研究發(fā)現(xiàn),所有采用優(yōu)化粘結(jié)劑的硅基負(fù)極都表現(xiàn)出顯著改善的ICE和在高面容量下的穩(wěn)定循環(huán)性能。由于活性材料界面性質(zhì)和體積效應(yīng)的差異,Li0.75PAA是SiOx和Si負(fù)極的最佳粘合結(jié)劑,Li0.5PAA是Si/C負(fù)極的最佳粘結(jié)劑。 例如,SiOx@Li0.75PAA電極在0.2 C下的ICE 約為70%,循環(huán)170次后具有2.7 mAh cm-2高面積容量,Si@Li0.75PAA在0.1 C下的ICE約為90 %,循環(huán)80次后具有4.0 mAh cm-2的高面積容量。此外,各種類型的硅基負(fù)極在全電池設(shè)置中也表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)性能。 圖2 采用不同粘結(jié)劑的SiOx電極的電化學(xué)性能 研究顯示,LixPAA粘結(jié)劑對(duì)Si基負(fù)極電化學(xué)性能的顯著改善歸因于聚合物鏈構(gòu)象的變化和大量-COOLi基團(tuán)的產(chǎn)生。聚合物鏈構(gòu)象從卷曲到伸展的變化導(dǎo)致粘結(jié)劑的粘合強(qiáng)度和機(jī)械性能提高,大量-COOLi的產(chǎn)生減輕了粘結(jié)劑的副反應(yīng),提供了額外的鋰源,并增強(qiáng)了粘結(jié)劑的鋰傳輸動(dòng)力學(xué)。 總之,所提出的粘結(jié)劑策略和工作機(jī)制從粘結(jié)劑的角度為推進(jìn)硅基負(fù)極的實(shí)際應(yīng)用提供了一些指導(dǎo)。 圖3 采用不同粘結(jié)劑的Si納米顆粒負(fù)極和Si/C負(fù)極的電化學(xué)性能 Engineering Prelithiation of Polyacrylic Acid Binder: A Universal Strategy to Boost Initial Coulombic Efficiency for High-Areal-Capacity Si-Based Anodes. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202206615 原創(chuàng)文章,作者:v-suan,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/08/83d0f89e87/ 電池 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 西安交大張明明/何剛Angew.:四苯乙烯基多組分金屬籠高效制氫 2023年9月29日 MOF缺陷工程,李映偉/陳立宇重磅Angew.! 2023年9月18日 重磅Angew!解決鋅枝晶問(wèn)題! 2024年6月11日 魯兵安&劉全慧&王星輝AEM:源于天然苧麻的高性能鉀電池纖維素隔膜! 2022年10月11日 他,發(fā)表Science之后,再發(fā)兩篇Nature Energy! 2023年10月8日 新發(fā)現(xiàn)!重磅Nature Materials:自然界最硬的材料,居然能自愈合! 2023年10月5日