锂硫电池正极富氮粘结剂的制备与性能研究  

Preparation and performance study of nitrogen-rich binder inlithium-sulfur battery cathodes

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作  者:江晴 曾蓉 李宏焱 那兵 邹淑芬[1,2] 刘景彬 林珊[1,2] JIANG Qing;ZENG Rong;LI Hongyan;NA Bing;ZOU Shufen;LIU Jingbin;LIN Shan(Jiangxi Province Key Laboratory of Polymer Micro/Nano Manufacturing and Devices,Nanchang 330013,China;School of Chemistry and Materials Science,East China University of Technology,Nanchang 330013,China)

机构地区:[1]江西省聚合物微纳制造与器件重点实验室,南昌330013 [2]东华理工大学化学与材料学院,南昌330013

出  处:《功能材料》2024年第4期4230-4236,共7页Journal of Functional Materials

基  金:国家自然科学基金资助项目(21965001);江西省重点研发计划资助项目(20223BBE51025);江西省大学生创新创业训练计划项目(S202110405002X)。

摘  要:理想的锂硫电池正极用聚合物粘结剂不仅应具有良好的粘附性能,还应有丰富的极性基团以吸附多硫化物,抑制穿梭效应。通过壳聚糖(CS)与含大量氨基的聚乙烯亚胺(PEI)通过氢键作用结合,合成了一种富氮粘结剂(CS&PEI)。结果表明,与未改性的CS粘结剂相比,CS&PEI粘结剂具有更好的粘结性能和对多硫化物的吸附性能。使用CS&PEI粘结剂组装的锂硫电池具有更加优异的倍率性能和长循环稳定性。在0.2 C循环150次后,锂硫电池的比容量仍然保持为814 mAh/g。Ideal polymer binders for sulfur cathodes should have abundant polar groups for effective polysulfide adsorption to suppress the shuttle effect,together with good binding properties.Herein,a nitrogen-rich complex binder(CS&PEI)is synthesized via aqueous mixing of chitosan(CS)with polyethyleneimine(PEI)containing profuse NH 2 groups.The CS&PEI binder shows advantageous binding performance and polysulfide adsorption over the CS counterpart.As a result,improved rate capability and long-term cyclic stability are exhibited by lithium-sulfur battery assembled from the cathodes with the CS&PEI binder.The specific capacity is retained as 814 mAh/g after 150 cycles at 0.2 C,contributed by the suppressed shuttle effect and the integrated cathodes upon cycling.

关 键 词:锂硫电池 硫正极 水系粘结剂 壳聚糖 聚乙烯亚胺 

分 类 号:TB34[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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