Slurry Additive Approach Enables a Mechanically Robust Binder for Silicon–Carbon Anodes in Lithium-Ion Batteries

材料科学 锂(药物) 泥浆 阳极 碳纤维 离子 锂离子电池的纳米结构 化学工程 纳米技术 复合材料 冶金 复合数 有机化学 电极 医学 化学 物理化学 工程类 内分泌学
作者
Jun Feng,Xinhua Wu,Said Amzil,Min Li,Xingchen Liu,Ming Yang,Tingting Yan,Peter Müller‐Buschbaum,Ya‐Jun Cheng,Jie Gao,Yonggao Xia
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.4c22330
摘要

Silicon–carbon (Si/C) composites hold great promise as substitutes for conventional graphite anodes in high-specific-energy lithium-ion batteries (LIBs). However, their performance is hindered by silicon's substantial volume expansion during cycling, which can lead to electrode degradation. Traditional poly(acrylic acid) (PAA) binders often struggle to maintain electrode integrity under these conditions. To address this challenge, polyether modified polyurethane acrylic (PUMA) is used as physicochemical cocrosslinking polymer. PUMA offers superior mechanical properties, elasticity, and interfacial stability, enabling it to effectively accommodate silicon's volume changes and prevent electrode fracture. Through a simple preparation process, we used PUMA as a slurry additive in combination with PAA to form a functional composite binder, facilitating the construction of a stable and robust SEI film. This is conducive to alleviating the volume expansion of silicon and ensuring the cycling stability of the electrode. In Si/C450 half-cells, electrodes enhanced by our binder show a remarkable longevity, maintaining 97.26% of their capacity post 200 cycles at 0.5 C. The full cells Si/C450||NCM811 display a notable performance, achieving a capacity retention of 82.10% after 100 cycles at 0.2 C. These findings underscore the potential of our innovative binder design in enhancing the efficacy of silicon-based anodes in high-energy LIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
充电宝应助caresse采纳,获得10
1秒前
1秒前
xxx发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
yydssss发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
pl脆脆发布了新的文献求助10
3秒前
asdfg123发布了新的文献求助10
3秒前
科研的猫完成签到,获得积分10
4秒前
马佳雪关注了科研通微信公众号
5秒前
木容完成签到,获得积分20
5秒前
万能图书馆应助yangcj采纳,获得10
5秒前
6秒前
www发布了新的文献求助10
7秒前
111发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
sea完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
小蓝完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
连秋发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
沉静的冰香应助yun采纳,获得10
10秒前
Lucas应助liuminyi采纳,获得10
10秒前
12秒前
NexusExplorer应助asdfg123采纳,获得10
14秒前
163发布了新的文献求助10
14秒前
qingqing完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
QIQI完成签到,获得积分10
15秒前
李木子完成签到,获得积分10
15秒前
meng发布了新的文献求助10
15秒前
theseus发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
科目三应助aldblm采纳,获得10
17秒前
舟舟发布了新的文献求助10
18秒前
慕青应助wenlin采纳,获得10
18秒前
李木子发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 800
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
Building Quantum Computers 500
近赤外発光材料の開発とOLEDの高性能化 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3870468
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3412681
关于积分的说明 10680469
捐赠科研通 3137091
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1730598
邀请新用户注册赠送积分活动 834196
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 781073