以偕胺肟基聚丙烯腈為粘結劑的鋰離子電池負極的研究

周家樂 汪 斌

(東華理工大學，江西 南昌 330013)

如今，在我們生活工作中都離不開鋰離子電池的支持，比如在便攜式電子設備，新能源汽車，無人機中發揮著重要的作用。但是，隨著科技的不斷進步和人們對美好生活的向往，使得就目前電池的能量密度、使用壽命、安全性能逐漸不能滿足人們的要求。所以探索新型的鋰離子電池電極材料，成為了提升電池性能的主要研究方向[1]。

鋰離子電池的電極材料面臨著諸多問題，就目前商業化的碳負極來說，其優點是在鋰離子嵌入脫出的時候其界面穩定性好，不會發生體積膨脹，缺點就是其理論比容量(372mA/h)，相對硅材料的理論比容量(4200mA/h)低了許多。硅負極有一個合適的放電電位平臺，且由于硅在大自然中儲量豐富、化學性質穩定、環境友好型，使得硅成為理想的下一代鋰離子電池的負極材料。但是硅高達400%的體積膨脹，體積變化帶來了高的內應力，使硅的形態粉碎，從而導致電極的粉化、脫落，以及在粉化和生成SEI膜過程中消耗鋰離子，極大的影響了硅基負極的循環穩定性[2]。

在鋰離子電池中，粘結劑起到了重要的作用，它是將活性物質，導電劑粘結到集流體上[3，4]，比如鋁箔和銅箔。傳統的聚偏氟乙烯，需要溶解到油性的溶劑，如N-甲基吡咯烷酮或N-N二甲基甲酰胺中。有機溶劑易燃易爆且致癌，且PVDF作為粘結劑是電子和離子的不良導體，在提升硅基負極性能不大，所以研究出能提升硅基負極性能的粘結劑材料對鋰離子電池的電化學性提升起著重要的作用?！?br>