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北京大學(xué)孟鴻教授&聯(lián)手黃維院士，最新Chem. Soc. Rev.綜述！

第一作者：Qiang He

通訊作者：孟鴻，黃維

通訊單位：北京大學(xué)深圳研究生院，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院

孟鴻，北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院副院長，教授，博士生導(dǎo)師。孟鴻教授二十多年來一直從事有機(jī)光電材料設(shè)計(jì)合成，有機(jī)半導(dǎo)體器件制備和集成應(yīng)用研發(fā)工作。榮獲國家“特聘專家”，廣東省珠江人才計(jì)劃“領(lǐng)軍人才”，深圳市“海外高層次人才A類”，深圳市“政府特殊津貼”。

（來源：https://sam.pkusz.edu.cn/info/1027/1676.htm）

黃維，中國科學(xué)院院士、俄羅斯科學(xué)院外籍院士、亞太材料科學(xué)院院士、東盟工程與技術(shù)科學(xué)院外籍院士、巴基斯坦科學(xué)院外籍院士、歐亞科學(xué)院院士。教授、博導(dǎo)，柔性電子（包括有機(jī)電子、塑料電子、生物電子、印刷電子、能源電子和納米電子）學(xué)家。俄羅斯科學(xué)院名譽(yù)博士、英國謝菲爾德大學(xué)名譽(yù)博士，英國皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士、美國光學(xué)學(xué)會(huì)士、國際光學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)士。

（來源：https://ife.nwpu.edu.cn/info/1060/3605.htm）

論文速覽

本文總結(jié)了先進(jìn)鋰離子電池（LIBs）用聚合物粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)成就、挑戰(zhàn)和發(fā)展前景。由于快速增長的人口和對傳統(tǒng)化石燃料的日益增長的消費(fèi)，使用清潔和可再生資源的能源存儲變得至關(guān)重要。LIBs作為典型的可充電能源存儲設(shè)備，已為21世紀(jì)帶來了新技術(shù)并改變了生活方式。

然而，在將具有高理論容量的電極材料商業(yè)化之前，仍有許多問題需要解決。本文首先分析了基于LIBs工作原理的粘結(jié)劑的失效機(jī)制，引入了“界面失效”和“降解失效”兩種模型，并提出了適用于大多數(shù)LIBs的粘結(jié)劑參數(shù)，系統(tǒng)地考慮和總結(jié)了粘結(jié)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能在分子水平上的關(guān)系。然后，以硅和硫活性電極材料為例，從分子結(jié)構(gòu)角度討論了粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)原則。最后，提出了下一代高能量密度鋰離子電池粘結(jié)劑的發(fā)展方向。

圖文導(dǎo)讀

圖1：可充電LIBs中鋰離子嵌入-脫嵌反應(yīng)機(jī)制的示意圖。

圖2：(a) 五種典型LIBs正極材料的開發(fā)歷史及其商業(yè)化過程；(b) 基于不同正極材料的LIBs的雷達(dá)圖，比較它們的重要參數(shù)；(c) 當(dāng)前使用或正在考慮用于下一代可充電鋰基電池的正負(fù)極材料的電壓與容量關(guān)系圖。

圖3：粘結(jié)劑的失效機(jī)制，包括“降解失效”和“界面失效”的示意圖。

總結(jié)展望

本文希望為LIBs領(lǐng)域的研究人員提供指導(dǎo)，特別是在分子水平上設(shè)計(jì)新型高效的粘結(jié)劑，尤其是對于高能量密度電極材料。通過深入分析粘結(jié)劑的工作原理和失效機(jī)制，本文提出了一系列適用于大多數(shù)鋰離子電池的粘結(jié)劑參數(shù)，并系統(tǒng)地總結(jié)了粘結(jié)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。

此外，本文還討論了硅和硫電極材料的粘結(jié)劑設(shè)計(jì)原則，并展望了下一代高能量密度LIBs粘結(jié)劑的發(fā)展方向。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Achievements, challenges, and perspectives in the design of polymer binders for advanced lithium-ion batteries

期刊：Chem. Soc. Rev.

DOI：10.1039/d4cs00366g

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/06/11/4908b99ab6/

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