硅和硫來源廣泛且理論比容量高,有望成為下一代商用鋰二次電池的電極材料,但是目前這些材料因存在一些問題,所以尚未大規(guī)模商業(yè)化。如硅作為負極材料時,嵌鋰過程中產(chǎn)生高于300%的體積膨脹率,造成硅顆粒粉化和脫落等問題,降低了電極的比容量。硫作為正極材料時,脫嵌鋰過程中多硫化鋰的穿梭效應、較低的鋰離子擴散速率和較大的體積變化等造成較低的容量和循環(huán)性能。黏結劑在鋰二次電池中用量雖少,但是作為電極的重要組成部分,對電極的電化學性能影響極大。理想的黏結劑可有效改善電池的性能,特別是循環(huán)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)聚偏氟乙烯（PVDF）與活性物質間的作用力弱,作為高比容量電極材料的黏結劑時,電極無法獲得滿意的電化學性能,且PVDF使用大量揮發(fā)性的有毒有機溶劑。為了克服上述問題,并提高鋰二次電池的電化學性能,本論文制備了一系列鋰二次電池用水基黏結劑。主要內(nèi)容和結果如下:1.聚丙烯酸（PAA）與乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）復合制得一種成本低,環(huán)境友好的新型黏結劑（PAA/EVA）。該黏結劑中,羧酸基團提高了黏結劑的黏結性,EVA提高了黏結劑的柔韌性。此外EVA膠粒內(nèi)部可存儲電解液,提高了極片的吸液率,進而提高了極片的離子... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

拴繩模型示意圖[24]

⒗礪踇29]認為在分子熱運動的作用下，長鏈分子在黏結劑和被黏物質間運動，如果黏結劑可以溶解或溶脹被黏物質，則黏結劑與被黏物質會相互擴散到對方內(nèi)部，然后交織起來。這種理論只適應于與黏結劑相容的被黏物質。（6）極性理論認為極性被黏物質需要極性黏結劑，非極性被黏物質需要非極性黏結劑。（7）弱界面理論[30]認為物體表面均存在使黏結強度降低的弱邊界層，所以需要除去弱界面層才能增強黏結劑與被黏物質間的作用力。（8）配位鍵理論[31]認為黏結劑與被黏物質在黏結界面上分別提供電子對和空軌道，形成配位鍵。圖1.2黏結機理示意圖：（a）制備電極時黏結劑的擴散與滲透過程；（b）干燥過程中機械結合過程；（c）界面層黏合力形成過程[32]Fig1.2Schematicsofthebindingmechanism:(a)diffusion/penetratingprocessduringthepreparationofelectrode;(b)formationofmachanicalinterlockingduringthedryingprocess;(c)interfacialbonding[32].以上黏結機理均不全面，事實上，黏結劑與被黏物質間可能同時存在上述幾種黏結理論。不同的黏結劑與不同的被黏物質間黏結機理不同。鋰二次電池中活性物質通常為粉末或顆粒狀，炭黑等導電添加劑也為粉末。電極的制備方法通常是將活性物質和導電劑粉末均勻分散到黏結劑中，然后涂布到集流體，最后干燥。黏結劑將活性物質和導電劑固定在集流體上。由于活性物質表面通常凹凸不平或

浙江大學博士學位論文8圖1.3CMC黏結劑對硅顆粒的黏結機理[36]Fig.1.3MechanismoftheCMCbinderwithSinanoparticles[36].圖1.4Alg-C和PAA-C的化學結構式[40]Fig.1.4ThestructureofAlg-CandPAA-C[40].（b）鏈結構聚合物鏈結構也影響聚合物的物性。聚合物按鏈結構形態(tài)分為線型結構和體型結構。線型結構聚合物如PAA、CMC和SA對活性物質的黏結性好[53-55]。PAA黏結劑制備的納米硅負極在0.5C的條件下循環(huán)100圈，平均每圈比容量損失率不到0.2%。SA黏結劑制備的納米硅負極，在4200mAg1的電流密度下循環(huán)100圈，比容量為1700~2000mAhg1[55]。然而線型結構的分子鏈間易于滑動，受力后易發(fā)生永久變形，導致活性物質團聚，降低極片的比容量。而體型聚合物即交聯(lián)聚合物，分子鏈不易滑動，變形后易于回復到原狀，因此交聯(lián)聚合物具有更強

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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