Physicochemical Dual Cross‐Linking Conductive Polymeric Networks Combining High Strength and High Toughness Enable Stable Operation of Silicon Microparticle Anodes

材料科学 阳极 韧性 复合材料 聚合物 压力(语言学) 电极 化学工程 光电子学 语言学 化学 哲学 物理化学 工程类
作者
Biao Zhang,Yanling Dong,Jingrui Han,Yunjing Zhen,Chuangang Hu,Dong Liu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (29) 被引量:61
标识
DOI:10.1002/adma.202301320
摘要

The poor interfacial stability and insufficient cycling performance caused by undesirable stress hinder the commercial application of silicon microparticles (µSi) as next-generation anode materials for high-energy-density lithium-ion batteries. Herein, a conceptionally novel physicochemical dual cross-linking conductive polymeric network is designed combining high strength and high toughness by coupling the stiffness of poly(acrylic acid) and the softness of carboxyl nitrile rubber, which includes multiple H-bonds, by introducing highly branched tannic acid as a physical cross-linker. Such a design enables effective stress dissipation by folded molecular chains slipping and sequential cleavage of H-bonds, thus stabilizing the electrode interface and enhancing cycle stability. As expected, the resultant electrode (µSi/PTBR) delivers an unprecedented high capacity retention of ≈97% from 2027.9 mAh g-1 at the 19th to 1968.0 mAh g-1 at the 200th cycle at 2 A g-1 . Meanwhile, this unique stress dissipation strategy is also suitable for stabilizing SiOx anodes with a much lower capacity loss of ≈0.012% per cycle over 1000 cycles at 1.5 A g-1 . Atomic force microscopy analysis and finite element simulations reveal the excellent stress-distribution ability of the physicochemical dual cross-linking conductive polymeric network. This work provides an efficient energy-dissipation strategy toward practical high-capacity anodes for energy-dense batteries.
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
LSY28发布了新的文献求助10
1秒前
爱听歌的寄云完成签到 ,获得积分10
1秒前
青山完成签到 ,获得积分10
3秒前
bobo完成签到 ,获得积分10
4秒前
微笑超完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI5应助CChi0923采纳,获得10
7秒前
科研通AI5应助18°N天水色采纳,获得10
10秒前
TOF完成签到,获得积分10
12秒前
慕青应助风铃鸟采纳,获得10
13秒前
CipherSage应助jiangshanshan采纳,获得10
18秒前
23秒前
李李完成签到 ,获得积分10
23秒前
26秒前
28秒前
nonTUT完成签到,获得积分20
29秒前
29秒前
Hello应助安安采纳,获得10
30秒前
nonTUT发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
冰魂应助一期一会采纳,获得10
33秒前
拼搏绿柳完成签到,获得积分10
35秒前
半柚发布了新的文献求助10
35秒前
delbin发布了新的文献求助10
35秒前
Lauren完成签到 ,获得积分10
36秒前
37秒前
慕青应助小杨采纳,获得10
37秒前
文静的绯完成签到,获得积分10
37秒前
jiangshanshan发布了新的文献求助10
39秒前
搜集达人应助你hao采纳,获得10
40秒前
袁科研完成签到,获得积分10
40秒前
47秒前
49秒前
爆米花应助123321采纳,获得10
50秒前
你hao完成签到,获得积分10
50秒前
51秒前
52秒前
所所应助我喜欢大学霸采纳,获得10
52秒前
你hao发布了新的文献求助10
53秒前
雨中过客发布了新的文献求助10
55秒前
jiangshanshan完成签到,获得积分20
56秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
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 3778226
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323870
关于积分的说明 10216390
捐赠科研通 3039102
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667782
邀请新用户注册赠送积分活动 798389
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758366