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日期:2021-03-26 閱讀次數:210
 
 
 
納米學院納米材料研究所在鋰電硅負極研究領域取得新進展
 
    近日,納米學院納米材料研究所徐慧、金宏團隊與西安交通大學材料學院王繼平課題組、西交利物浦大學陳曦課題組合作在鋰電硅負極自愈合粘結劑研究方面取得新進展。該研究發現通過構建具有自愈合能力的有機交聯型粘結劑可以有效提升硅負極的循環穩定性。相關研究成果2021年3月6日以“Novel constructive self-healing binder for silicon anodes with high mass loading lithium-ion batteries”為題在《Energy Storage Materials》雜志(影響因子16.28)在線發表。西安交通大學博士生王勇為論文第一作者,徐慧副研究員、金宏研究員、王繼平副教授為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金項目、國家博士后基金和江蘇省自然科學基金等項目的支持。
    硅材料理論容量(4200 mAh/g)遠高于商業化石墨負極(372 mAh/g),成為近20年來的研究熱點。但是硅在充/放電過程中,高達400%的體積膨脹效應導致負極體系快速失效。傳統粘結劑難以對體積變化引起的電極粉化進行修復,硅材料電化學性能難以維系。

    針對現有問題,團隊從自修復粘結劑設計的角度對硅負極體系進行改性研究。發展了一種具有兼具高彈性和自修復能力的CA-PAA粘結劑。該粘結劑不僅能保證硅活性材料、導電材料和集流體間的粘附能力,還能夠有效緩沖硅體積變化帶來的電極粉化,保證了電池的循環穩定性。該策略可以為硅負極粘結劑的設計和制備提供更合適的選擇,賦予復合有機分子特異的自修復和粘結能力,有助于開發出循環穩定的長壽命高容量硅負極,以推進商業鋰離子電池硅負極的快速發展。

 
 
供稿:納米學院
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