交联水性PUA粘结剂及其在硅碳负极中的应用

　　

随着全球新能源产业迅速发展，锂离子电池对于高能量密度以及长循环寿命的要求越来越高。针对硅碳（Si/C）负极在充放电过程中因巨大体积膨胀（约300%）导致的电极粉化与容量衰减问题，本研究设计并制备了一种交联水性聚氨酯丙烯酸酯（PUA）粘结剂，并引入磷酸二氢铝（ADP）进行有机-无机复合改性。通过乳液共聚法结合氮丙啶交联剂构建了具有三维网络结构的PUA基体，利用ADP增强其机械强度与结构稳定性。采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对粘结剂及电极的形貌和结构进行了表征。电化学测试结果表明，PUA粘结剂首次库伦效率高达97%，优于传统羧甲基纤维素钠（CMC）粘结剂（95%）；ADP改性后的C-PUA粘结剂虽首次效率略降至94%，但其电荷转移阻抗由120Ω降至85Ω，0.1C下循环100圈后容量保持率达80%（较CMC的65%提升15个百分点），倍率恢复率达98%。该有机-无机协同策略为硅碳负极高性能粘结剂提供了可行途径。

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