醌亚胺增强型PVA粘合剂：一种用于锂/钠离子电池中高负载电极的通用策略，该策略可实现低粘合剂含量

《Small》：Quinone-Imine Enhanced PVA Binder: A Universal Strategy for High-Loading Electrodes With Low Binder Content in Li/Na-Ion Batteries

磷/碳复合材料作为锂钠离子电池高容量阳极，存在体积膨胀制约性能的问题。本研究开发PVA-BQI氢键交联聚合物粘结剂，兼具弹性与高强度，有效缓解活性材料体积变化及界面分离。5%负载量下电极在60次循环后容量保持率71.26%，显著优于传统粘结剂，为磷基材料实用化提供新方案。

　　

摘要

由于具有高比容量、良好的倍率性能和电化学可逆性，同时材料成本较低，磷/碳（P/C）复合材料成为锂/钠离子电池中极具前景的高容量负极材料。然而，在循环过程中，尤其是在高活性物质装载量下，电池体积会发生较大变化，这会限制其性能。本研究介绍了一种新型聚合物粘结剂体系，该体系由聚乙烯醇（PVA）和苯醌亚胺（BQI）组成，并通过丰富的分子间氢键网络进行交联。这种粘结剂具有优异的动态粘弹性，能够有效应对循环过程中活性物质颗粒表面积的变化及其相对运动。其强大的粘附力确保了电极各组分（包括集流体）之间的牢固结合。PVA赋予材料固有的柔韧性和弹性，而BQI则提高了拉伸强度和模量，改善了离子导电性，并增强了与导电碳的润湿性，从而实现电极内部的更均匀分布。使用5 wt%粘结剂制备的P/C电极，其面积容量为10.20 mAh cm^?2，在经过60次循环后仍保持71.26%的容量保留率——显著优于其他基于粘结剂的P/C负极。这一进展促进了基于磷的负极在实际应用中的发展。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。