研究目的
研究三维聚苯胺/聚丙烯酸/植酸复合粘结剂对锂离子电池硅负极循环稳定性和比容量的影响。
研究成果
这种多功能粘合剂显著提升了锂离子电池中硅负极的循环性能和比容量，在高电流密度下展现出超过1000次的超长循环寿命。
研究不足
该研究未涉及粘结剂合成工艺的可扩展性，也未探讨在商业电池生产中使用植酸和聚丙烯酸的成本影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过在植酸和聚丙烯酸存在下，以过硫酸铵为自由基引发剂进行苯胺聚合，合成多功能粘结剂。
2：样本选择与数据来源：
采用直径50至100纳米的硅纳米颗粒（SiNPs）作为活性材料。
3：实验设备与材料清单：
材料包括SiNPs、PAA、苯胺、植酸和过硫酸铵；设备包括手套箱、电化学工作站、LAND电池测试系统和场发射扫描电子显微镜。
4：实验步骤与操作流程：
将苯胺、植酸、PAA和SiNPs溶液混合后加入过硫酸铵，通过刮刀法涂覆于铜箔并干燥制备粘结剂。
5：数据分析方法：
采用循环伏安法、恒流充放电测试和电化学阻抗谱评估电化学性能。
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PAA
Mw:240000
Sigma-Aldrich
Provides high density of carboxyl groups to enhance the stability of the silicon electrodes
-
Si nanoparticles
diameters ranged from 50 to 100 nm
Alfa Aear
Active material for the silicon anodes
-
Aniline
Sigma-Aldrich
Polymerized into polyaniline for the binder
-
Phytic acid
Sigma-Aldrich
Dopes and gelates polyaniline to form a continuous electrically conductive network structure
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ammonium persulfate
Initiator for the polymerization of aniline
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glove box
GP20
Etelux Co. Beijing, China
Used for assembling coin cells under controlled conditions
-
electrochemical workstation
CHI 760 E
Chenhua Instruments Co., Shanghai, China
Used for testing cyclic voltammetry curves and electrochemical impedance spectroscopy
-
LAND battery test system
Wuhan, China
Used for analyzing rate performance and cycling performance
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field emission scanning electron microscopy
Carl Zeiss Ultra 55
Used for measuring the morphologies of the silicon electrodes
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