聚离子液体粘合剂在固态电池方向有什么应用?

2024-10-02 12:36:58 sh默尼 3

为了满足现代社会对高效率和高性能电子设备的需求,高性能、经济和安全的能量存储技术不断提高。二次离子电池作为一种有吸引力的电源,提供了从小型便携式设备到运输系统的各种应用。随着全球对锂/钠的需求不断上升,目前最具竞争力的电池技术锂/钠离子电池(LIBs/SIBs)的重要性日益凸显。粘合剂的选择对于寻求LIBs/SIBs电极强大的电化学性能具有重要意义。传统的聚合物粘结剂如聚偏氟乙烯(PVDF)和丁苯橡胶(SBR)是非离子导电聚合物粘结剂。当将这些粘合剂用于高容量电极时,遇到的挑战会更大,因为在循环过程中会发生大量的体积变化,导致电极断裂和分层。因此,迫切需要开发一种具有更好的机械附着力、Li+/Na+传输/导电能力、表面相容性和自修复性能增强的新型粘合剂。


离子液体(ILs)具有较高的离子电导率、较好的电化学稳定性和低挥发性等特性,含有IL的聚合物已被用作各种聚合物电解质。聚离子液体(PIL)是一种离子聚合物,由聚合物主链与阳离子或阴离子侧链结合而成。在LIBs的粘结剂领域,基于聚合物的研究很少,更没有关于PILSIBs中作为硬碳(HC)粘结剂的报道。因此,需要一种合适的致密官能团粘结剂以改善离子动力学和固态电解质界面(SEI),从而改善电池的电化学性能。

基于此,来自日本北陆先端科学技术大学院大学Noriyoshi Matsumi团队报道了一种含有高密度氧羰基1-烯丙基-3-甲基咪唑官能团的新型致密功能化聚离子液体(DFPIL)粘合剂。聚氧羰基亚甲基1-烯丙基-3-甲基咪唑(PMAI),是一种基于聚乙烯的聚合物,具有独特的性能。将其用作阳极的粘结剂,进行了流变学和各种电化学研究,并与商用PVDF粘结剂进行了比较。

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