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A 粘结剂的分子结构式以及与Si颗粒的作用力示意图;B 两组分的化学结构及二者相互作用以及它们复合物的弹簧模型;C 几种高分子的ATR-FTIR光谱;D PAA-P(HEA-co-DMA)电化学稳定性测试。
图2:使用不同粘结剂的微米硅负极的电化学性能
A 循环性能;B 长循环性能;C 不同载量的电极循环性能;D倍率性能;E 大电流的循环性能;F 与NCM组装的全电池循环性能。
图3:微米硅负极循环前后的SEM图
A,B和C,D分别为使用PAA和PAA-P(HEA-co-DMA)粘结剂的电极循环前和100圈后的SEM图;E,F分别为C,D图中方框部分的放大图。
【小结】
该论文从粘结剂的结构设计出发,合成了一种软-硬并举的具有多级网络结构的新型粘结剂,该聚合物具有一定的自愈合能力和优异的拉伸性能,可以有效地缓冲由于微米硅颗粒的体积变化而引起的应变,抑制硅颗粒在循环过程中的粉化,使微米级硅颗粒电极的电化学性能得到显著改善。在5 A/g的大电流下比容量仍有约1850 mAh/g,并具有优异的电化学可逆性。此外,该粘结剂也适用于微米级氧化硅负极材料,可在9 mAh/cm^2的高面积容量下可逆循环。该研究结果对发展具有强体积效应的高容量电极具有重要的参考价值。
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