锂离子电池(LIBs)因其具有高比能量、高比容量和长寿命等优点被广泛应用于便携式电子产品、电动汽车(EVs)及储能设备领域。随着对高功率锂电池需求的不断增长,硅(Si)作为负极材料凭借其理论比容量高(4200 mAh g-1)而备受关注。然而,Si在充放电过程中会发生剧烈的体积膨胀(>300%),导致颗粒破碎粉化,电池容量迅速衰减。为解决这一问题,研究人员提出了一系列策略,包括材料纳米化、复合结构构建、电解质改性以及新型粘结剂的开发等。其中,开发新型聚合物粘结剂被认为是缓解Si体积膨胀问题的有效方法之一。
聚丙烯酸(PAA)及其衍生物由于含有高密度的极性-COOH官能团,能够与Si颗粒表面-OH形成共价键或氢键,可以有效缓解Si颗粒的体积变化,确保电极在循环过程中的结构完整性;同时还增强了Li+传输能力,降低了电极极化,提高了SEI膜的稳定性,因此PAA成为锂离子电池的理想粘结剂之一。
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202407297
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