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滑铁卢大学合成不需要粘结剂的水系锂离子电池电极

导读: 加拿大滑铁卢大学的Xiao Zhu等,利用碳纳米管与LiMn2O4合成了一种不仅不需要使用粘结剂,还具有十分良好弹性的水系锂离子电池电极。

  锂离子电池电极主要组成为活性物质,导电剂和粘结剂,还有导电铜箔、铝箔,其中真正能发挥容量作用的只有活性物质。

  其中导电剂主要是在活性物质颗粒之间传导电子的作用,粘结剂主要是粘结电极的各个部分,铜箔和铝箔主要是起到将电子导出到电极的作用,因此在电极中活性物质所占的比例自然是越高越好。

  粘结剂在电极中所占的比例一般为3%-5%之间,如果电极制备过程不需要粘结剂则可以显著的提高电极的容量,提高电池的能量密度。

  近年来,随着可穿戴设备技术的发展,柔性电池技术也吸引了越来越多的关注,柔性电池技术的关键在于柔性电极的制备。传统的电极制备工艺使得电极难以弯曲,一个可行的选择是利用碳纳米管和石墨烯等组成一个导电的网络框架,用于制备无粘结剂电极。

  水系电池相比于传统的有机电解质体系锂离子电池,成本更低,更加安全,并且具有更高的离子电导率,因此水系锂离子电池比较适合应用在可穿戴设备领域上,当然这是建立在进一步提高水系锂离子电池能量密度的基础上,而无粘结剂电极刚好适合于此应用。

  加拿大滑铁卢大学的Xiao Zhu等,利用碳纳米管与LiMn2O4合成了一种不仅不需要使用粘结剂,还具有十分良好弹性的水系锂离子电池电极。他们首先高速剪切的方法将碳纳米管CNT分散在水溶液中,由于他们所采用的CNT具有很大的长径比,因此分散好的溶液具有十分好的稳定性,并且相互之间形成了一个稳固的网络,这些网络可以用来LiMn2O4保存纳米颗粒,最后经过过滤,就获得了无粘结剂电极。

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