新型共聚物黏合劑可延長(zhǎng)鋰離子電池壽命

鋰離子電池容量隨時(shí)間下降的主要原因之一是普遍采用石墨制備的負(fù)極退化。石墨負(fù)極的主要挑戰(zhàn)之一是石墨材料在大電流深循環(huán)下的剝落。因此，石墨需要黏結(jié)劑來(lái)防止在使用過(guò)程中降解。目前最廣泛使用的黏結(jié)劑是聚偏二氟乙烯(PVDF)。然而PVDF不導(dǎo)電，在電解液中會(huì)緩慢溶解，對(duì)集流器的黏附性較差，不能作為長(zhǎng)壽命鋰離子電池的強(qiáng)力黏合劑。

由日本科學(xué)技術(shù)高級(jí)研究所Noriyoshi Matsumi教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《ACS Applied Energy Materials》發(fā)表的一篇文章指出，以BP(雙亞氨基烯對(duì)苯二酚對(duì)苯撐)為黏合劑制備的負(fù)極性能好于采用PVDF黏合劑，表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，可逆容量為 260 mAh/g、倍率為1C時(shí)，循環(huán)周期達(dá)1 735圈，且容量保持率為95%。研究人員將BP黏合劑的卓越性能歸因于其機(jī)械強(qiáng)度：①BP黏合劑機(jī)械穩(wěn)定性更好，負(fù)極黏附性強(qiáng)，部分是由于雙亞氨基烯醌基團(tuán)和石墨之間的π-π相互作用，同時(shí)也由于共聚物的配體與電池銅集流體之間良好的黏附性；②BP共聚物導(dǎo)電率不僅比PVDF高很多，而且形成的導(dǎo)電固體電解質(zhì)界面更薄，電阻更小；③BP共聚物不易與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，降解速率大幅減小；④BP共聚物負(fù)極也表現(xiàn)出非常高且穩(wěn)定的庫(kù)侖效率。庫(kù)侖效率是衡量電池性能的一個(gè)指標(biāo)(在一個(gè)周期內(nèi)充電電量和放電電量的比例)。