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用于耐用鋰硫電池的聚離子液體基聚合物粘合劑

2024-08-20 10:29:29 sh默尼 30

鋰硫電池(Li-S)作為目前被廣泛關注的電池產(chǎn)品，其能量密度(2600 Wh Kg-1)遠超最先進的鋰離子電池。然而，S/Li2S的絕緣特性、鋰化/去鋰化過程中的急劇體積變化等固有問題，阻礙了Li-S電池的進一步商業(yè)化應用。例如，使用高硫負極會導致鋰沉積不均勻，從而降低Li-S電池的使用壽命。已有研究表明，通過優(yōu)化陰極結(jié)構(gòu)，可以有效緩解這一問題。


聚合物粘合劑作為連接活性材料、導電添加劑和集流劑，其在電池中的使用可以穩(wěn)定陰極。對于Li-S電池來講，所添加的粘合劑不僅具有優(yōu)異的粘結(jié)能力，還能進行功能定制。近年來，聚偏氟乙烯(PVDF)粘合劑因其良好附著力和化學/電化學穩(wěn)定性，已被廣泛應用于各種電池中。然而，PVDF面臨著與多硫化物親和力較弱、缺乏與活性材料的強相互作用和缺乏可遷移的離子的問題，使得PVDF應用于Li-S電池具有一定挑戰(zhàn)。諸多研究顯示，具有多功能團的交聯(lián)粘結(jié)劑已成功用于Li-S電池，通過氫鍵、共價鍵、離子間相互作用等穩(wěn)定了陰極結(jié)構(gòu)并促進了Li+的運輸。此外，基于動態(tài)和可逆非共價鍵的自愈粘合劑也被提出，尤其是氫鍵自愈聚合物。

基于此，來自南京郵電大學的劉瑞卿、史麗、馬延文和復旦大學的余愛水及其團隊設計了一種通過氫鍵實現(xiàn)自愈特性的硫陰極聚合離子液體基聚合物粘合劑(PIL)。該粘合劑具有優(yōu)異的循環(huán)耐久性和離子導電率。該研究制備的聚（離子液體）基聚合物粘結(jié)劑不僅可準確捕獲多硫化物，還具有優(yōu)異的粘合強度和離子導電性。該研究為用于鋰離子電池的PIL粘結(jié)劑的開發(fā)提供了思路。

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標簽:   雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰 離子液體 LiFSI LiTFSI