Chitosan-g-Poly(acrylic acid) Copolymer and Its Sodium Salt as Stabilized Aqueous Binders for Silicon Anodes in Lithium-Ion Batteries

阳极 材料科学 丙烯酸 水溶液 共聚物 化学工程 纳米颗粒 锂(药物) 羧酸盐 电极 壳聚糖 高分子化学 聚合物 化学 纳米技术 有机化学 复合材料 冶金 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Yang Gao,Xiaotao Qiu,Xiu‐Li Wang,Aiqun Gu,Li Zhang,Xianchun Chen,Junfeng Li,Zili Yu
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:7 (19): 16274-16283 被引量:60
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.9b03307
摘要

Silicon (Si) anodes display high specific capacity but mostly suffer from poor cycling ability owing to their dramatic volume expansion during the discharge/charge process. An effort was devoted to developing new polymeric binders that could effectively mitigate the capacity fading of Si anodes. Herein, aqueous binders of chitosan-g-poly(acrylic acid) copolymer (CS–PAA) and its sodium salt (CS–PAANa) have been synthesized and applied as the functional binders for the stabilization of Si anodes in lithium-ion batteries. The structure and properties of Si anodes based on CS–PAA and CS–PAANa were comparatively characterized by using poly(vinylidene fluoride), chitosan, and poly(acrylic acid) as reference binders. Unlike conventional 1D structural binders, the CS–PAA and CS–PAANa form a cross-linked (3D) network during curing, which maintains mechanical integrity to mitigate Si nanoparticle pulverization effectively. Moreover, the abundant polar groups including carboxylic acid (−COOH) and carboxylate (−COO–) in the two binders could react with both Si nanoparticles and copper (Cu) current collector to offer robust adhesion, significantly improving electrode integrity after the repeated delithiation/lithiation cycles. Benefitting from the structural advantages, the Si/CS–PAA and Si/CS–PAANa electrodes deliver stable cycling performances of 1243 and 1608 mA h/g at 420 mA/g after 100 cycles.
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
zzzxxxxxyyyyy发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei应助犹豫的箴采纳,获得10
2秒前
2秒前
赘婿应助只如初采纳,获得10
3秒前
宁地啊完成签到 ,获得积分10
3秒前
修狗狗完成签到,获得积分10
4秒前
共享精神应助研友_ngX12Z采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
王恩惠发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
老白非发布了新的文献求助10
5秒前
SJK发布了新的文献求助150
5秒前
七安完成签到 ,获得积分10
6秒前
8秒前
核桃应助明亮的犀牛采纳,获得10
8秒前
666完成签到,获得积分10
9秒前
杭心灵发布了新的文献求助10
10秒前
只如初发布了新的文献求助10
10秒前
完美世界应助哈哈采纳,获得10
11秒前
健壮毛巾发布了新的文献求助10
12秒前
HUANG发布了新的文献求助10
12秒前
薛小飞飞完成签到 ,获得积分10
12秒前
wys完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
hhhhh完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
所所应助尉迟莲采纳,获得10
16秒前
17秒前
Clarity完成签到,获得积分10
18秒前
Rita发布了新的文献求助10
18秒前
完美静蕾完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
张菲菲完成签到,获得积分10
19秒前
xiajingsong完成签到,获得积分10
20秒前
斯文败类应助可靠的嵩采纳,获得10
20秒前
研友_1LkAmZ发布了新的文献求助10
20秒前
NA01UM10发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7624884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9199878
关于积分的说明 19724179
捐赠科研通 7195890
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273588
关于科研通互助平台的介绍 2435754
邀请新用户注册赠送积分活动 2269423