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聚離子液體粘合劑在固態電池方向有什么應用?

2024-10-02 12:36:58 sh默尼 9

為了滿足現代社會對高效率和高性能電子設備的需求,高性能、經濟和安全的能量存儲技術不斷提高。二次離子電池作為一種有吸引力的電源,提供了從小型便攜式設備到運輸系統的各種應用。隨著全球對鋰/鈉的需求不斷上升,目前最具競爭力的電池技術鋰/鈉離子電池(LIBs/SIBs)的重要性日益凸顯。粘合劑的選擇對于尋求LIBs/SIBs電極強大的電化學性能具有重要意義。傳統的聚合物粘結劑如聚偏氟乙烯(PVDF)和丁苯橡膠(SBR)是非離子導電聚合物粘結劑。當將這些粘合劑用于高容量電極時,遇到的挑戰會更大,因為在循環過程中會發生大量的體積變化,導致電極斷裂和分層。因此,迫切需要開發一種具有更好的機械附著力、Li+/Na+傳輸/導電能力、表面相容性和自修復性能增強的新型粘合劑。


離子液體(ILs)具有較高的離子電導率、較好的電化學穩定性和低揮發性等特性,含有IL的聚合物已被用作各種聚合物電解質。聚離子液體(PIL)是一種離子聚合物,由聚合物主鏈與陽離子或陰離子側鏈結合而成。在LIBs的粘結劑領域,基于聚合物的研究很少,更沒有關于PILSIBs中作為硬碳(HC)粘結劑的報道。因此,需要一種合適的致密官能團粘結劑以改善離子動力學和固態電解質界面(SEI),從而改善電池的電化學性能。

基于此,來自日本北陸先端科學技術大學院大學Noriyoshi Matsumi團隊報道了一種含有高密度氧羰基1-烯丙基-3-甲基咪唑官能團的新型致密功能化聚離子液體(DFPIL)粘合劑。聚氧羰基亞甲基1-烯丙基-3-甲基咪唑(PMAI),是一種基于聚乙烯的聚合物,具有獨特的性能。將其用作陽極的粘結劑,進行了流變學和各種電化學研究,并與商用PVDF粘結劑進行了比較。

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