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PAA及其鹽是一種水溶性鏈狀聚合物,能與金屬離子、鈣、鎂等形成穩(wěn)定的化合物,PAANa易溶于水,具有增、乳化、膨化、穩(wěn)定等多種功能。PAA及其鹽用作離子電池碳負(fù)極粘結(jié)劑對(duì)石墨負(fù)極的首次庫倫效率和循環(huán)性能都有所改善。
有相關(guān)研究分別利用聚甲基丙烯酸(PMA)、聚乙烯醇( PVA)、PAA 及其鹽制備了石墨負(fù)極片,發(fā)現(xiàn)粘結(jié)劑中的羚基官能團(tuán) 如-COOLi和-COOH中的孤對(duì)電子能與溶劑化Li發(fā)生相互作用,可以促進(jìn)石墨電極表面SEI膜的形成。基于這些粘結(jié)劑的碳負(fù)極在聚碳酸酯(PC)基的電解液中比用傳統(tǒng)的PVDF粘結(jié)劑的首次庫倫效率高,碳負(fù)極使用PVDF粘結(jié)劑不能在PC溶液中形成穩(wěn)定的SEI膜,PC容易入石墨層間對(duì)電極的性能造成破壞。使用含有羥基氧原子的粘結(jié)劑時(shí),部分 PAA鹽與溶劑化離子一起形成SEI膜,阻礙PC分子入石墨層間。
PAA鹽用于其他負(fù)極材料也有明顯的優(yōu)勢(shì),有研究發(fā)現(xiàn)PAA作為硅負(fù)極粘結(jié)劑具有比CMC更優(yōu)異的性能。碳包覆硅納米負(fù)極中添加(15wt)%的PAA經(jīng)過100次循環(huán)沒有明顯的容量退減。
有研究粘結(jié)劑對(duì)S-C復(fù)合電極性能的影響,使用PAA制造的電極放電容量和庫倫效率均明顯高于PVDF粘結(jié)劑,而且使用PAA時(shí)電極的阻抗更低。有研究證實(shí),SiO復(fù)合電極使用PAA比用PVDF時(shí)電化學(xué)性能更優(yōu)異,這可能是因?yàn)镻AA是無定形高分子,而PVDF是結(jié)晶聚合物,在無定形區(qū)域PAA與SiO的結(jié)合比PVDF好所致。
PAA及其鹽對(duì)一些正極材料也有積極作用。有報(bào)道,與使用PVDF相比,使用PAA制備LiFePO,正極片時(shí)電極的比容量和循環(huán)性能都有一定程度的提高,且電極的SEI膜電阻和電荷的遷移申阻低、極化小。有研究發(fā)現(xiàn)使用 PAA粘結(jié)劑能夠抑制LiFePO電極的破裂。使用PAA粘結(jié)劑制備了LiMn2O4正極片,電極的性能也比使用 PVDF有所提高。
PAA與其他材料形成交聯(lián)粘接劑是新發(fā)展方向。PAA-CMC交聯(lián)粘結(jié)劑、 PAA-PVA交聯(lián)粘結(jié)劑、 PAA-PANI交聯(lián)粘結(jié)劑 、 EDTA-PAA 粘結(jié)劑等在三維共價(jià)交聯(lián)聚合物的探索性嘗試,使復(fù)合粘結(jié)劑與硅表面形成多點(diǎn)相互作用 , 有效防止硅顆粒的脫離, 進(jìn)一步提升電池循環(huán)穩(wěn)定性,是新型粘接劑的進(jìn)一步研究方向。
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