我院纳米材料研究所在锂电硅负极研究领域取得新进展
学院新闻 2021-03-25 13:21 已被浏览 1484 次
近日，我院纳米材料研究所徐慧、金宏团队与西安交通大学材料学院王继平课题组、西交利物浦大学陈曦课题组合作在锂电硅负极自愈合粘结剂研究方面取得新进展。该研究发现通过构建具有自愈合能力的有机交联型粘结剂可以有效提升硅负极的循环稳定性。相关研究成果2021年3月6日以“Novel constructive self-healing binder for silicon anodes with high mass loading lithium-ion batteries”为题在《Energy Storage Materials》杂志（影响因子16.28）在线发表。西安交通大学博士生王勇为论文第一作者，徐慧副研究员、金宏研究员、王继平副教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、国家博士后基金和江苏省自然科学基金等项目的支持。
硅材料理论容量（4200 mAh/g）远高于商业化石墨负极（372 mAh/g），成为近20年来的研究热点。但是硅在充/放电过程中，高达400%的体积膨胀效应导致负极体系快速失效。传统粘结剂难以对体积变化引起的电极粉化进行修复，硅材料电化学性能难以维系。
针对现有问题，团队从自修复粘结剂设计的角度对硅负极体系进行改性研究。发展了一种具有兼具高弹性和自修复能力的CA-PAA粘结剂。该粘结剂不仅能保证硅活性材料、导电材料和集流体间的粘附能力，还能够有效缓冲硅体积变化带来的电极粉化，保证了电池的循环稳定性。该策略可以为硅负极粘结剂的设计和制备提供更合适的选择，赋予复合有机分子特异的自修复和粘结能力，有助于开发出循环稳定的长寿命高容量硅负极，以推进商业锂离子电池硅负极的快速发展。
论文网址：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.03.003 |
