硅是最具有前景的鋰離子電池負(fù)極材料之一,理論比容量可達(dá)4200 mAh·g^-1,是石墨負(fù)極(372 mAh·g^-1)的十倍多。然而硅負(fù)極在充放電循環(huán)過(guò)程中會(huì)遭遇巨大的體積變化（300%）,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石墨負(fù)極的體積變化（10%）,這種缺陷限制了硅負(fù)極的應(yīng)用。性能優(yōu)良的粘結(jié)劑可以抑制硅顆粒的體積膨脹,保持電極的完整性,從而提高鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性。粘結(jié)劑與硅負(fù)極之間形成氫鍵作用有利于提高粘結(jié)劑的粘結(jié)力,維持電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。本文基于氫鍵設(shè)計(jì)合成了兩種粘結(jié)劑,主要工作和結(jié)論如下:（一）設(shè)計(jì)合成了三嵌段聚合物聚多巴胺-聚丙烯酸-聚氧化乙烯（PDA-PAA-PEO）,利用核磁氫譜、紅外光譜和紫外光譜證明了其結(jié)構(gòu)。將PDA-PAA-PEO、PAA-PEO-PAA和PVDF用做硅負(fù)極粘結(jié)劑,對(duì)其電化學(xué)性能、粘結(jié)力以及力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比。使用PDA-PAA-PEO粘結(jié)劑的硅負(fù)極（Si/PDA-PAA-PEO）表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能,在0.5 C電流密度下充放電循環(huán)200圈后容量仍穩(wěn)定在1597 mAh·g^-1。Si/PDA-PAA-PE... 

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【部分圖文】：

鋰離子電池的充放電原理示意圖

圖 1-4 硅負(fù)極在脫嵌鋰過(guò)程中的體積效應(yīng)[11]Fig.1-4 Volume expansion of Si anodes during the lithiation and delithiation process硅負(fù)極材料是最具有潛力的下一代鋰離子電池負(fù)極材料之一，然而硅存在著一個(gè)致命的缺陷。鋰離子嵌入到硅晶體內(nèi)部時(shí)硅顆粒會(huì)產(chǎn)生巨大的膨脹，而鋰離子從硅晶體脫出時(shí)，硅體積收縮，容易產(chǎn)生很大的間隙。多次脫嵌鋰后，硅材料的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生巨大的變化（圖 1-4）。（1）在循環(huán)過(guò)程中，這種巨大的體積變化容易導(dǎo)致部分硅顆粒與導(dǎo)電劑或集流體分離，造成活性物質(zhì)的損失；（2）硅顆粒的不斷膨脹和收縮，破壞電極表面的SEI 膜，SEI 膜的厚度會(huì)隨著循環(huán)次數(shù)的增加而不斷增加，造成不可逆容量；（3）盡管鋰離子在硅中嵌入/脫出是可逆的，由于受動(dòng)力學(xué)支配或鋰離子形成了穩(wěn)定的含鋰化合物亦或是鋰離子在缺陷中與其他原子有強(qiáng)的相互作用，部分鋰離子可能會(huì)被困在硅中，形成死鋰[12-14]。由于在充放電過(guò)程中硅的結(jié)構(gòu)會(huì)破碎，Si 顆粒表面會(huì)出現(xiàn)高密度的缺陷，

第一章 緒論g-1。鄰苯二酚基團(tuán)上的-OH 有很大的極性，與 Si 納聚合物與活性材料和銅集流體之間的結(jié)合力。該粘為鄰苯二酚基團(tuán)在不同的表面上都有很強(qiáng)的粘結(jié)力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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