新型锂硫电池硫正极水基粘结剂的制备研究

作     者：李丽红 王永常 高翔 朱世平 LI Li-hong;WANG Yong-chang;GAO Xiang;ZHU Shi-ping

作者机构：化学工程联合国家重点实验室(浙江大学)浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027 浙江省能源与核技术应用研究所浙江杭州310012 Department of Chemical EngineeringMcMaster UniversityHamilton L8S 4L7Canada 

基　　金：国家自然科学基金(21574115) 浙江省科技计划项目(2015F50022) 

出 版 物：《高校化学工程学报》 (Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities)

年 卷 期：2017年第31卷第3期

页      码：669-678页

摘      要：硫正极材料因具有较高的能量密度而广受关注,但由于其在充放电过程中体积变化大、硫穿梭效应使其容量衰退快等原因,大大限制了其实际使用。本文通过RAFT乳液聚合首次设计合成了聚(苯乙烯-b-丙烯酸正丁酯-b-苯乙烯)(Sn BAS)三嵌段共聚物作为硫电极粘结剂。通过制备粘结剂薄膜测试其在醚类电解液的溶胀性,并进行多倍率充放电、电池寿命测试,与聚苯乙烯(PS)、聚丙烯酸正丁酯(Pn BA)及商用SBR对比,发现通过调配苯乙烯/丙烯酸正丁酯(St/n BA)质量比率可获得兼具高力学强度及高电解液溶胀率的电极粘结剂。将粘结剂Sn BAS100用于制备硫电极,所得硫正极分别在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、0.1C倍率充放电后,再次以0.2C倍率充放电所得放电比容量为781 m Ah×g-1,与首次充放电时的放电比容量1061 m Ah×g^(-1)相比,容量保留率为73.6%。电极继续100次循环后放电比容量为740m Ah×g^(-1),容量保留率为94.7%,每次充放电的平均容量衰退率为0.05%。结果表明,水溶性嵌段结构的SnBAS粘结剂是一种极具应用潜力的水基硫正极粘结剂。

主 题 词：硫电极 水溶性粘结剂 嵌段共聚物 聚(苯乙烯-b-丙烯酸正丁酯-b-苯乙烯) 

学科分类：081702[081702] 0817[工学-轻工类] 08[工学] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1003-9015.2017.03.023

馆 藏 号：203233087...