功能材料2024,Vol.55Issue(4) :230-236.DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.04.029

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 in lithium-sulfur battery cathodes

江晴 曾蓉 李宏焱 那兵 邹淑芬 刘景彬 林珊
功能材料2024,Vol.55Issue(4) :230-236.DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.04.029

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 in lithium-sulfur battery cathodes

江晴 1曾蓉 1李宏焱 1那兵 1邹淑芬 1刘景彬 1林珊1
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作者信息

  • 1. 江西省聚合物微纳制造与器件重点实验室,南昌 330013;东华理工大学化学与材料学院,南昌 330013
  • 折叠

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.

Abstract

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 com-plex binder(CS&PEI)is synthesized via aqueous mixing of chitosan(CS)with polyethyleneimine(PEI)contai-ning profuse NH2 groups.The CS&PEI binder shows advantageous binding performance and polysulfide ad-sorption over the CS counterpart.As a result,improved rate capability and long-term cyclic stability are exhibi-ted by lithium-sulfur battery assembled from the cathodes with the CS&PEI binder.The specific capacity is re-tained 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

Key words

lithium-sulfur battery/cathode/water-soluble binders/chitosan/polyethyleneimine

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基金项目

国家自然科学基金(21965001)

江西省重点研发计划(20223BBE51025)

江西省大学生创新创业训练计划(S202110405002X)

出版年

2024
功能材料
重庆材料研究院 中国仪器仪表学会仪表材料学会

功能材料

CSTPCD北大核心
影响因子:0.918
ISSN:1001-9731
参考文献量2
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