黄蓍胶在硅负极锂离子电池中的应用
2021-11-08和帅帅龚正良甘礼惠龙敏南
厦门大学学报(自然科学版) 2021年5期
和帅帅,刘 健,龚正良,甘礼惠,龙敏南
(厦门大学能源学院,福建 厦门 361102)
如今,我们的日常生活已经离不开锂离子电池的应用,锂离子电池已经在便携式电子设备、电动自行车、电动汽车等领域中发挥着不可替代的作用.尽管如此,锂离子电池仍需要不断满足高新技术领域提出的高要求,例如:更高的能量密度、更长的使用寿命、更好的安全性能、更低的制造成本等.为了满足这些要求,探索新型的锂离子电池材料成为提升电池性能的主要研究方向[1].
硅基锂离子电池的负极材料具有非常高的理论比容量(4 200 mAh/g),是传统石墨电极材料(372 mAh/g)的十几倍.硅负极具有一个适宜的放电电位平台,硅材料在自然界中含量丰富、环境友好、化学性质相对稳定,是一种较为理想的锂离子电池负极材料.然而硅负极材料在充放电过程中有着比较明显的体积膨胀效应,硅颗粒的体积变化较大(>300%),体积变化会产生较高的内应力,使得硅的形态粉碎,电极材料粉化、脱落,极大地影响了电池的循环稳定性[2].目前主要通过制备硅碳复合材料和纳米结构的硅材料,以及研发高性能的黏结剂来解决这个问题.其中前两种材料的制备过程较为复杂,且造价昂贵,因此研发高性能的黏结剂成为改善硅基锂离子电池性能的一种有效途径.
黏结剂在锂离子电池中发挥着重要的作用,它将电极的活性物质、导电添加剂和集流体连接为一个整体,对电池性能具有重要影响[……
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