锂离子电池用富醚/酯/氟粘结乳液配方

工程19（2022）199研究能量电池-文章锂离子电池用富醚/酯/氟粘结乳液配方曾贤庆a，c，韩东林a，李泽恒c，王宏勋d，顾武c，邓勇b，刘凯b，谢立b，成都梁c，闵玲c，黄玉川a，b，黄a中国烟草四川工业公司，有限公司、邮编：610066b四川三联新材料股份有限公司，有限公司、成都610041c浙江大学化学与生物工程学院生物质化工教育部重点实验室，浙江杭州310027d中南大学冶金与环境学院，长沙410083阿提奇莱因福奥文章历史记录：收到2020年2022年5月10日修订2022年5月20日接受2022年10月18日网上发售保留字：硅阳极乳液共聚氟原子醚酯A B S T R A C T由于这些阳极的巨大体积膨胀，不能实现Si阳极在高能量密度电池中的实际应用。为了解决这个问题，研究人员已经将注意力集中在阳极的粘合剂上以限制体积膨胀，因为粘合剂的氢键和机械性能可以用于增强粘附力并适应Si阳极的体积变化。本文综合考虑粘结剂所提出的粘结剂配方具有优异的稳定性、粘结性和机械强度;此外，它可以适应Si电极的急剧体积变化，并表现出优异的电化学性能，达到约5.4mA·h·cm-2的高面容量。这种新颖的聚合物设计可以应用于下一代锂离子电池的其他电极材料©2022 The Bottoms.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是一篇CC BY-NC-ND许可（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）中找到。1. 介绍商用石墨基锂离子电池（LIB）无法满足电动汽车和智能电网的高能量密度需求[1硅（Si）是构建高能LIB的有希望的候选材料，因为它的能量密度容量是石墨的十倍[7然而，Si阳极的实际应用受到这种阳极在重复锂化和脱锂期间的体积膨胀（> 300%）的限制。如此大的体积膨胀可导致Si阳极材料的严重颗粒粉碎和不稳定的固体电解质中间相（SEI）的过度生长，从而导致急剧的容量衰减。研究人员已经进行了大量的研究来解决上述问题[12，13];例如，他们采用了纳米结构或多孔结构的Si基材料[14-这些努力可以改善Si阳极的循环性能，*通讯作者。电子邮件地址：minling@zju.edu.cn（M. Ling），245184914@qq.com（Y.黄）。但通常导致低初始库仑效率（ICE）和小体积容量。或者，采用高质量的电极粘合剂允许阳极有效地承受Si的体积变化，并确保电极的机械和电子完整性[21具有官能团的聚合物粘合剂（例如，- OH一些三维（3D）交联聚合物-如CMC/PAA、PAA/聚苯胺[32]、聚（糠醇）-交联网络可以引起粘合剂链之间的化学相互作用，赋予链以优异的机械性能。最近，研究人员已经通过共聚的方式合成了聚合物粘合剂。 Gao等人[35]制备了一种三嵌段共聚物（苯乙烯-b-甲基https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.05.0202095-8099/©2022 THE COMEORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可从ScienceDirect获取目录列表工程杂志首页：www.elsevier.com/locate/engX. Zeng，等，中国粘蝇D.汉，Z.Li等人工程19（2022）199200通过可逆加成-断裂链转移乳液聚合法合成了聚苯乙烯-丙烯酸酯-b-苯乙烯（SMAS），并在聚合物粘合剂中引入了粘合嵌段（聚苯乙烯）和弹性嵌段（丙烯酸甲酯），Wang等人[36]报道了一种刚性-柔性调制聚合物粘合剂，其通过多个原位自修复网络结构来适应Si阳极的体积变化。表S1（附录A）列出了具有不同粘合剂的Si阳极的循环性能[30事实上，为了解决Si阳极的问题而尝试的这些粘合剂仍然主要依赖于氢键和控制机械性能。尽管官能团和网络结构的使用改善了Si阳极的电化学性能，但是这些过程中的大多数太复杂而不能按比例放大，并且通常不能实现高质量负载和长循环稳定性。聚（偏二氟乙烯）（PVDF）是用于传统LIB中的常规粘合剂它也可以用作硅阳极的商业粘合剂由于特殊的氟原子，PVDF聚合物具有合适的粘合性和极本文中，受PVDF和上述策略的启发，我们报道了我们设计的通过甲基丙烯酸三氟乙酯（TFEMA）和异丁基乙烯基醚（IBVE）单体的乳液共聚合成的富醚/酯/氟的综合性聚合物，表示为P（TFEMA-co-IBVE）。将氟引入聚合物骨架中可以将热稳定性、抗氧化性和化学惰性引入粘合剂[44，45]-这些特性可以显著增强粘合剂的稳定性。此外，氟的强极性可以产生高的内聚能密度，从而产生机械强度。此外，乙烯基醚（VE）已广泛用于粘合剂行业[46，47]，可能是因为聚（乙烯基醚）聚合物中的活性和极性氧原子可以与其他物质相互作用[36，48]。可旋转的由于酯键与碳酸盐电解质溶液相容，因此将其包含在粘合剂中可以改善电极羰基也可以在界面处形成氢键[51]。基于这些优点，所提出的基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si阳极可以适应显著的体积变化，同时表现出稳定性和高粘合性能，导致更好的循环和改善的倍率性能，特别是在高面积容量下。2. 材料和方法2.1. 材料IBVE（99.5%）、CMC、聚（1，1-二氟乙烯）（PVDF）、十二烷基硫酸钠（SDS）、过硫酸钾（KPS）和亚硫酸钠（NaHSO3）购自Aladdin Industrial Co. ， Ltd. （USA） ，使 用前 无需 额外 纯化 。TFEMA（98%）和OP-10乳化剂购自上海麦克林生物化学有限公司，公司（中国），无需额外纯化。硅粉购自中国海天公司。电解质和氟代碳酸亚乙酯（FEC）购自Enli New Energy Technology Co.，公司（中国）。2.2. P（TFEMA-co-IBVE）共聚物的制备首先，在250 mL烧瓶中将0.1 g乳化剂（SDS/OP-10）溶解于10g去离子水中，并将亲水然后，将Ig的TFEMA和3g的IBVE加入到溶液中，随后进行30分钟的搅拌。通过氮气吹扫进行脱氧。接着，将0.02g引发剂的混合物（KPS和NaHSO3，以2：1的比例混合水浴温度升至60将反应混合物在0 °C下搅拌以开始乳液聚合。1小时后，在另外的3小时内注入另外的1 g TFEMA和剩余的0.02 g引发剂混合物以完成聚合。最后，获得固体含量为约20重量%的P（TFEMA-co-IBVE）的乳液。静置1个月后，乳液没有分层。将不同聚合物样品中TFEMA和IBVE的质量比分别设定为3：7、4：6和5：5以优化共聚物;这些样品表示为P（3TFEMA-co-7IBVE）、P（4 TFEMA-co-6 IBVE）和P（5 TFEMA-co-6IBVE）。5IBVE）。使用相同的程序来合成聚（TFEMA）（P（TFEMA））乳液和聚（IBVE）（P（IBVE））乳液，不同之处在于分别不添加IBVE单体和不添加TFEMA单体。2.3. 制备电极不同单体配比的P（TFEMA-co-IBVE）乳液在加入CMC（增稠剂）后直接用作粘合剂，P（TFEMA-co-IBVE）：CMC的重量比为1：1.为了比较的目的，使用水性CMC和有机PVDF作为对照粘合剂。电极通常通过在溶剂中以7：2：1的质量比混合纳米Si颗粒、Super P导电碳和粘合剂以在铜箔上形成均匀浆料来制备。 在100 °C下真空干燥后超过获 得 了 基 于 P （ 3TFEMA-co-7IBVE ） 、 基 于 P （ 4 TFEMA-co-6IBVE）、基于P（5 TFEMA-co-5IBVE）、基于CMC和基于PVDF的Si阳极。最后，将电极膜切成直径为12 mm的小圆盘。除另有说明外，均约为1.0 mg·cm-2。对Si/C阳极活性材料采用相同的操作2.4. 材料表征数均分 子量（ Mn）和重 均分子量 （Mw ） 通过凝 胶渗透色 谱法（GPC）使用PL-GPC 50 Plus（四氢呋喃（THF），25 °C; Varian，USA）测量。在600 MHz DD 2（DirectDrive 2，CDCl3，25 ℃，四甲基硅烷; Agilent Technologies，USA）上测试核磁共振（NMR）。使 用 FTIR 分 析 仪 （ THF ， 25 °C;Nicolet 5700 ， Thermo FisherScientific，USA）记录傅里叶变换红外（FTIR）光谱。用Hitachi S-4800扫描电子显微镜（日本）进行扫描电子显微镜（SEM）。能量色散X射线光谱法（EDS）用连接到扫描电子显微镜的分光镜进行。用HT-7700场发射透射电子显微镜（Hitachi）收集透射电子显微镜（TEM）。差示扫描量热法（DSC）测量使用DSC 204 HP仪器（25 ℃; NETZSCH，德国）进行。接触角（CA）测试使用CA测量装置（OCA 20，25 °C;DataPhysics Instruments GmbH，Germany）进行，其中LiPF 6/碳酸亚乙酯（EC）/碳酸二乙酯（DEC）电解质在室温下滴在Si电极上。使用LabRAM HR Evolution拉曼光谱仪系统（25 °C; Horiba JobinYvon，USA）以532 nm的激发波长进行拉曼光谱的粘附测量。使用与上述硅电极相同的步骤制备混合电极;之后，向电极施加10 MPa的应力。然后，将接地电极在100 °C下烘烤6小时。随后，将烘烤的电极在室温下浸泡在LiPF6/EC/DEC电解质中6小时。X. Zeng，等，中国粘蝇D.汉，Z.Li等人工程19（2022）199201·使用ZwickRoell Z 020（25 °C;德国）进行剥离测试。将如上所述制备的Si电极将矩形电极的铜箔侧用3M双面胶带粘在载玻片上，另一侧涂有Si混合浆料，用单面胶带附着。将载玻片的一端与单面胶带的一端固定，然后以50 mm min-1的速度从相反方向剥离180°。为确保检测结果的准确性，每个样品检测3溶胀试验用于测量粘合剂与电解质溶剂的相容性。将粘合剂在室温下置于LiPF6/EC/DEC电解质中48小时，并且通过吸收的溶剂的量与浸泡前的重量的重量比来计算溶胀比2.5. 电化学测量电化学测试在氩气（Ar）填充的手套箱中使用CR 2025型纽扣电池组装并进行。锂（Li）金属箔用作对电极，Celgard 2400用作隔膜，电解质由EC和DEC（体积比1：1）和FEC（25体积%）的混合物中的1.2摩尔LiPF6组成。恒电流充电-放电测量用LAND电池循环仪测试系统（中国）在0.01至1.00 V的电压范围下进行。基于Si或Si/C活性材料的质量计算电流密度和比容量。3. 结果和讨论P（TFEMA-共-IBVE）的合成示于图1（a）中。用核磁共振谱鉴定了共聚物的分子结构和组成。不同的氢原子在图1（a）中标记为a至j。1HNMR光谱范围为-CH 3、-CH 2和-CH 3的特征峰–CH 2.7信号对应于4.4-4.8 ppm信号对应于图1（c）显示了19F NMR光谱;-73.3 ppm处的信号基于峰的强度，我们通过使用MestReNova软件对1H NMR光谱进行积分来计算共聚物中两种单体单元的比率[52]。对于共聚物P（4 TFEMA-co-6 IBVE），IBVE单体的单体单元摩尔比为29.4%，并且TFEMA单体的单体单元摩尔比为70.6%。除了NMR光谱之外，我们还进行了FTIR以确认P（TFEMA-co-IBVE）聚合物的化学结构，如图1所示。 2（a）. IBVE和TFEMA分别均聚用于比较。P（IBVE）的蓝色吸收光谱在2923 cm-1处有一个宽吸收带，这是由于C-H键的伸缩振动引起的在2360 cm-1处的吸收峰是由于二氧化碳的干扰黑色的P（TFEMA）的光谱还显示在2923cm-1处的吸收带，这归因于C-H的伸缩在1747 cm-1处的吸收峰是由C=O基团的伸缩振动引起的，在1413 cm-1处的吸收峰是由-CH 3的C-H键引起的在1282 cm-1处的吸收峰来自-CF 3的1130 cm-1处的峰值这归因于C-O键的拉伸。在P（TFEMA-co-IBVE）的绿色光谱中出现了醚和酯的特征峰. 由于共聚合作用，还观察到C=O伸缩位移和C-O键的增强。随后，使用GPC测量所提出的P（TFEMA-co- IBVE）粘合剂的数均分子量（Mn）和质均摩尔质量（ MwMn和 Mw分别为278000和718000。多分散性（PDI）计算为2.58。Mw和Mn值满足电池中粘合剂应用的要求[53，54]。此外，P（TFEMA-co- IBVE）共聚物的玻璃化转变温度（Tg）为51.8 °C（图1B）。 附录A中的S1），其比高度结晶的粘合剂小得多。合适的Tg赋予共聚物以机械刚度和弹性，这有利于容许硅电极在循环期间的体积变化形貌和显微结构图1.一、（ a）乳液聚合的反应方程式以及反应物和产物的结构式;（b）所得P（TFEMA-co-IBVE）聚合物的1HNMR谱（TMS：四甲基硅烷; d：化学位移）;（c）P（TFEMA-co-IBVE）共聚物的19 FNMR谱.X. Zeng，等，中国粘蝇D.汉，Z.Li等人工程19（2022）199202图二. （a）P（TFEMA-co-IBVE）、P（TFEMA）和P（IBVE）的FTIR光谱;（b）所得乳液聚合共聚物的SEM和（c）TEM图像;（d）不同状态的P（TFEMA-co-IBVE）、CMC和PVDF的a.u.：吸光度单位还使用SEM和TEM监测胶乳颗粒的粒径。该乳液由数千个均匀分布的球形乳胶颗粒组成，如图2（b）所示; TEM图像显示乳胶颗粒（用醋酸双氧铀染色）的直径为100相应的球形乳胶粒子的EDS谱元素图表明，C，O，和F在共聚物中，如图所示。附录中的S2A.这些图像和映射表明醚-/酯-/富氟球形乳胶粒子的实现。为了评价复合粘合剂的稳定性和强的可固化性，我们对与拉曼活性硅组合的P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂该试验方法是无损的，更接近锂离子电池的实际情况.CMC和PVDF粘合剂也作为参考进行评价如图2（d）所示，对应于V0的点代表纯Si颗粒，特征拉曼位移为：511.88 cm-1。当向混合电极施加压力时（详细过程参见实验部分），硅保持压缩，受到粘合剂的影响，并且拉曼位移（标记为V1）增加。粘合强度越高，拉曼位移越大[55];很明显，P（TFEMA-co-IBVE）（绿线）的拉曼位移比CMC（黑线）和PVDF（蓝线）的拉曼位移变化更大。此外，将压缩的电极在高温下烘烤并浸泡在电解质中以模拟LIB中的Si电极的真实环境。烘烤和浸泡电极的拉曼位移值分别标记为V2和V3（附录A中的图S3显示了原始拉曼光谱）。对于CMC基和PVDF基电极，经过高温烘烤和浸渍后，硅的形变得到一定程度的恢复，拉曼位移减小。相比之下，对于基于P（TFEMA-co-IBVE）的电极，在浸泡在电解质中后，拉曼位移甚至增加，如V3处的绿点所示。这一现象表明P（TFEMA-co-IBVE）复合粘合剂表现出对硅的强粘合强度，并具有热稳定性和化学稳定性，特别是在电池环境中.为了进一步研究粘合剂对Si电极的粘合强度，进行剥离试验。附录A中的图S4（a）显示了基于P（TFEMA-co-IBVE）、基于CMC和基于PVDF的Si电极的剥离强度曲线。从图中可以看出，基于P（TFEMA-co- IBVE）的Si电极的剥离强度平均约为4.5N，而基于CMC的电极的剥离强度约为2N，基于PVDF的电极的剥离强度仅约为1 N.如附录A中的图S4（b）所示，大量粉末从CMC基和PVDF基Si电极板上剥离，而仅少量粉末从电极板上剥离。从P（TFEMA-co-IBVE）基Si阳极板上剥离的颗粒的数量。该结果表明，P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂对硅具有更好的粘附性，并且可以有效地将活性材料和导电剂紧密地固定到集电器，保持更稳定的电极结构。除了粘合强度和稳定性，CA测试是一致的。导管研究的润湿性和渗透性的粘合剂在电解质（图3）。扩散特性根据扩散理论，与结合强度有关[36]。如图如图3（a）和（b）所示，基于P（ TFEMA-co-IBVE ） 的 Si 电 极 最 初 表 现 出 比 基 于 CMC 的 Si 电 极（23.8°）更小的CA（10.8°）。随着时间的推移，电解质在Si电极上伸展，并且与基于CMC的Si电极相比，基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极仍然具有较小的CA。该结果表明P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂对电解质具有更好的润湿性，这将促进锂离子在电解质中的扩散。电极上这良好的润湿性，X. Zeng，等，中国粘蝇D.汉，Z.Li等人工程19（2022）199203图三. 将LiPF6/EC/DEC电解质滴在（a，c，e）P（TFEMA-co- IBVE）基Si电极和（b，d，f）CMC基Si电极上的CA测试。这可能是因为P（TFEMA-co-IBVE）共聚物含有与电解质中DEC和EC相同的酯官能团，因此，根据相似相容性原理，P（TFEMA-co-IBVE）共聚物中酯官能团的存在导致聚合物与碳酸盐电解质相容由于PVDF可溶于有机溶剂，P（TFEMA-co-IBVE）和CMC是水溶性的，有机基PVDF不被认为是与水基粘合剂相同的体系的一部分，并且这里不比较其与电解质的润湿性。关于粘合剂这种高电解质吸收表明P（TFEMA-co- IBVE）粘合剂可以帮助加速聚合物的Li离子传输。Si阳极。在某种意义上，优异的离子扩散也反映了有利的电极动力学，因为它加速了Li离子的传输并改善了Si阳极的倍率性能研究了复合粘结剂对恒电流充放电的影响.将直径范围为50 - 100 nm的硅纳米颗粒用作本研究的阳极活性材料（附录A中的图S6（a））。当与P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂组合时，硅颗粒被轻微包封并均匀涂覆，如附录A中的图S6（b）所示，确保颗粒之间的完全连接。如附录A中的图S7所示，用于Si阳极的不同粘合剂-即P（3TFEMA-co -7IBVE）、P（4TFEMA-co -6 IBVE）和P（5TFEMA-co -5IBVE）-表现出不同的比容量。在Si阳极中，基于P（4TFEMA-co -6 IBVE）的Si阳极显示出最好的循环性能。因此，我们选择P（4TFEMA-co -6 IBVE）作为用于Si阳极的优化共聚物本文采用了这一策略;从这一点开始，所有使用的术语图4（a）显示了第一、第三和第十次循环的P（TFEMA-共-IBVE）基硅电极的电压曲线.循环锂化电位在0.10-0.01 V处具有平台曲线见图4。（a）基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极的充电/放电电压曲线;（b）基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极、基于CMC的Si电极和基于PVDF的Si电极在0.5℃下的循环性能和库仑效率;（c）基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极、基于CMC的Si电极和基于PVDF的Si电极的倍率性能;（d）基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极的循环性能，其容量限制为1600mA·h·g-1。X. Zeng，等，中国粘蝇D.汉，Z.Li等人工程19（2022）199204晶体硅的行为。首次充放电容量分别为3884和3442 mA·h·g-1，库仑效率高达88.6%。在0.5℃下的循环稳定性和库仑效率示于图4（b）中。值得注意的是，基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极在100次循环后显示出1811 mA·h·g-1的高比容量，这远高于基于CMC的Si电极（100次循环后为1120 mA·h·g-1）和基于PVDF的Si电极（100次循环后为1309mA·h·g-1）的比容量。图4（c）显示了速率性能。基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极在0.1C、0.2C、0.5C、1C和2C的各种速率下保持其稳定的循环稳定性.当电流变回0.2C时，容量可逆地恢复到2309 mA·h·g-1。如图4（d）所示，基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极在160次循环后表现出极端的循环稳定性，其中Li插入（放电）容量在0.8A·g-1下被限制在1600 mA·h·g-1。此外，在160次循环后，容量受限的Si电极的平均库仑效率为99.27%，显示出稳定的充放电过程。更重要的是，在0.2C的电流速率下评价了Si阳极的长期循环（附录A中的图S8）。在300次连续循环后，电极仍保持1200 mA·h·g-1的放电容量。 这种优异的循环性能主要是由于P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂具有较强的粘合强度和机械性能，即使在Si体积发生变化时也能保持电极根据到电化学阻抗光谱学，如如图5（a）所示，在循环之前，基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极的电荷转移阻抗低于基于CMC的电极和基于PVDF的电极的电荷转移阻抗，表明基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极内部的电极反应动力学不稳定。Si电极更快。在充电-放电循环之后这是由于P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂和电解质的良好润湿性。此外，P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂允许活性物质与导电剂和电解质充分接触，并使得在充放电过程中保持电极的结构稳定性成为事实上，建议的粘合剂的有效性是最好的显示时，在工业质量负荷。在实际应用中，具有高质量负载的高面积容量是必要的，但难以实现，特别是对于硅基阳极。传统的粘合剂系统不能处理在如此高的质量负载下随之发生的体积膨胀。在此，基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极在高质量负载下表现出显著的性能. 图5（c）示出了基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极在第一、第三和第十次循环锂化电位在0.10-我们还将两种不同的粘合剂应用于Si/C阳极。 如附录A中的图S10（a）所示，与CMC基和PVDF基Si/C电极相比，P（TFEMA-co-IBVE）基Si/C电极在0.2C的倍率下清楚地显示出优异的比容量。特别地，在1C的高速率下，P（TFEMA-co-IBVE）图五. （a，b）基于P（TFEMA-co-IBVE）、基于CMC和基于PVDF的Si电极（a）在20次循环之前和（b）在20次循环之后的电化学阻抗谱;（c）具有高质量负载的基于P（TFEMA-co-IBVE）的Si电极的电压曲线;（d）具有3.2mg/cm 2的高Si质量负载的基于P（TFEMA-co- IBVE）、基于CMC和基于PVDF的Si电极在0.1C下的面积容量X. Zeng，等，中国粘蝇D.汉，Z.Li等人工程19（2022）199205见图6。（粘合剂在比容量方面表现出更显著的优势（附录A中图S10（b））。结果表明，含有氟、酯和醚基团的P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂有助于电极的电化学稳定性。为了进一步理解P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂实现的改进的电化学性能，我们进行SEM以表征Si电极在循环之前和之后的表面形态。图图6（a）-（c）分别示出了原始P（TFEMA-co-IBVE）基、CMC基和PVDF基Si电极的形态。如图6（d）所示，即使在100次循环后，也没有明显可检测到的形态变化或微结构破坏;相反，基于P（TFEMA-co-IBVE）的电极的结构被很好地保留（参见附录A中图S11的插图）。 与此相反，如图1和图2所示，如图6（e）和（f）所示，PVDF基电极在100次循环后显示出严重的裂纹，CMC基电极显示出甚至更差的裂纹。认为具有P（TFEMA-co-IBVE）粘合剂的硅颗粒上的SEI层比CMC上的那些更薄且更稳定。和PVDF粘合剂，表明更好的电极完整性。4. 结论总之，我们已经通过乳液聚合合成了一种用于电池应用的综合共聚物粘合剂聚合物侧链上的氟、酯键和醚基不仅可以增强粘合性，而且可以改善稳定性、机械强度和润湿性。这种设计能有效地适应硅阳极的大体积变化300体积%）。此外，它具有优异的循环稳定性，特别是在高质量负载下。复合粘结剂实现了高的面积容量，5.4 mA·h·cm-2，达到工业标准。本研究提出的策略改善了硅阳极的电化学性能，并为其他储能器件的粘合剂设计建立了新的策略。致谢本研究得到了国家重点研发计划（2018YFB 0104300）和四川省科技厅重点项目（2018GZ 0546）的资助。遵守道德操守准则Xianqing Zeng、Donglin Han、Zeheng Li、Hongxun Wang、GuWu、Yong Deng、Kai Liu、Li Xie、Chengdu Liang、Min Ling和Yuchuan Huang声明他们没有利益冲突或财务冲突需要披露。附录A.补充数据本文的补充数据可在https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.05.020上找到。引用[1] 胡立，吴华，拉曼蒂亚F，杨Y，崔Y.薄型柔性二次锂离子纸电池。ACS Nano2010;4（10）：5843-8.[2] 李明 ，陆杰，陈志 ， Amine K. 30 年的 锂离 子电池 Adv Mater2018;30 （ 33） ：1800561.[3] LiuT，Zhang Y，Jiang Z，Zeng X，Ji J，Li Z，et al. 固定式钠离子电池电化学储能竞争特性之探讨。能源环境科学2019; 12（5）：1512 - 33。[4] 曾翔，高翔，李刚，孙明，林正，凌明，等.导电碳化钼作为锂硫电池多硫化物储层. 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