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硬碳(HC)是一種很有前景的鈉離子電池負(fù)極材料，但其初始庫(kù)侖效率(ICE)較低，倍率性能較差。具有高電子/離子傳輸和機(jī)械完整性的粘結(jié)劑有望促進(jìn)HC負(fù)極的實(shí)際應(yīng)用，而這是通過(guò)商業(yè)粘結(jié)劑的功能設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

近日，大連理工大學(xué)李文翠等人在材料研究頂級(jí)期刊Adv. Funct. Mater.上發(fā)表了題為”Rational Design of a Trifunctional Binder for Hard Carbon Anodes Showing High Initial Coulombic Efficiency and Superior Rate Capability for Sodium-Ion Batteries”的研究性論文。

電池形貌，結(jié)構(gòu)，電化學(xué)性能研究

作者通過(guò)可行的酯化反應(yīng)合成了具有大量親水官能團(tuán)和豐富Na⁺的三官能團(tuán)海藻酸鈉(SA)/聚氧乙烯(PEO)粘合劑。粘結(jié)劑在葡萄糖衍生的碳(GC)上形成鈍化膜，以抑制電解質(zhì)分解并提供更強(qiáng)的粘合強(qiáng)度。

SA / PEO粘合劑的合成過(guò)程的示意圖

此外，PEO提供了足夠的離子轉(zhuǎn)移通道，從而改善了緩慢的Na⁺傳導(dǎo)。因此，與聚偏氟乙烯粘結(jié)劑相比，SA/PEO粘結(jié)劑在0.1 A g^?1下的ICE高達(dá)87%，容量高達(dá)270 mA h g^?1。值得注意的是，這種SA/PEO粘結(jié)劑還可以應(yīng)用于煤基和聚合物基炭負(fù)極，表現(xiàn)出普遍的適用性。

SA/PEO-25 °C和-100 °C的XPS光譜分析

Rational Design of a Trifunctional Binder for Hard Carbon Anodes Showing High Initial Coulombic Efficiency and Superior Rate Capability for Sodium-Ion Batteries(Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202104137

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