《nano energy》哈工大尹鸽平：自愈\高电导率交联抑制硅负极膨胀

图文简介

亮点

• 成功设计了具有自愈和增强离子电导率的多功能动态交联的(Si-NH2@PAA-DA) 用于硅电极。
• 多种动态超分子相互作用（氢键和离子键）可以有效消散硅负极体积变化的应力-能量，缓解电极的机械开裂。
• 极性基团的存在可以有益地提高锂离子的传输动力学。
• Si-NH2@PAA-DA电极表现出出色的循环稳定性和倍率性能。

硅负极以其优异的高能量密度锂离子电池理论容量的优点引起了广泛关注。然而，剧烈的体积变化会在合金化/去合金化过程中破坏电极系统的结构完整性。在此，基于超分子自组装，由氨基官能化硅（Si-NH2）和(丙烯酸) (PAA-DA)合理设计了一种具有自修复和增强离子电导率的多功能动态交联网络用于硅电极。动态可逆氢键和离子键由材料所携带的官能团随机交联形成，赋予电极快速的自愈能力和较强的附着力，为电极系统提供连续的内部通路。此外，极性基团的存在可以有益地提高锂离子的传输动力学。制备的Si-NH2@PAA-DA电极显示出优异的高倍率性能，在 1 C (1 C = 4000 mA/g)下具有2671.6 mAh/g的可逆容量和优异的循环稳定性 (2160.1 mAh/g在400 mA/g下100次循环后）。因此，这种具有动态可逆和多交联网络结构的设计思想为下一代高能量密度电池的推进提供了深入的见解。

动态网络的设计合成及表征

不同硅负极的电化学性能对比

论文信息

论文题目：Stable silicon anodes realized by multifunctional dynamic cross-linking structure with self-healing chemistry and enhanced ionic conductivity for lithium-ion batteries

通讯作者：尹鸽平

通讯单位：哈尔滨工业大学

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