面向锂硫电池实际应用的双网络电极粘合剂

锂硫 （Li-S） 电池因其高能量密度而被广泛认为是最有前途的下一代储能设备之一。然而，在实际应用之前，由 S 基阴极的巨大体积变化和多硫化物穿梭引起的快速容量衰减仍有待有效解决。受骨骼肌的启发，我们在这里开发了一种响应式网络/限制网络混合物 （RCB） 粘合剂，以消除上述瓶颈。开发的粘合剂是通过简单地将透明质酸 （HA） 水溶液和油性溶液与聚丙烯腈和聚乙二醇（乙二醇）二叠氮化物的基于四唑基团的共聚物混合而制备的。含疏水性四唑基团的聚合物（表示为 PCP）在混合物溶液中凝结，形成亚微米大小的不规则球形结构域，作为类似于肌丝的约束网络，而水溶性 HA 构建了一个模拟骨骼肌筋膜的反应网络;同时，形成的响应网络可以通过离子键与 PCP 连接来协调约束网络之间的力。RCB 粘合剂表现出优异的机械匹配和粘合性能，因此可以有效适应 S 基电极的巨大体积变化。此外，丰富的极性基团，如羧基、酰胺基、氰基和四唑基团，使 RCB 粘合剂能够通过强大的锚定效应有效捕获多硫化锂。因此，即使在高 S 负载下，用有限的 RCB 粘合剂剂量（整个电极膜重量的 5 wt %）组装的 Li-S 电池在循环和倍率性能方面也表现出显着改善。这种受骨骼肌启发的粘合剂设计有助于推动 S 基阴极粘合剂向实际电池应用的发展。

服务对象 ： 中国科学院青岛生物能源与过程研究所
发表时间： 2023年8月11日
发表期刊： ACS Energy Letters
文章链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.3c01038