用于 LiFePO4 阴极的 PAMAM 诱导 3D 交联网络粘合剂：赋予电池优越的循环稳定性

锂离子电池（LIBs）因其比容量高、自放电低、无记忆效应而受到广泛关注。对于商用电池来说，充放电性能主要与阴极的理论容量、电子电导率、离子电导率、结构稳定性有关。到目前为止，已经开发了许多类型的阴极活性材料以增强锂离子的存储容量，但后三个因素对于开发高功率锂离子电池至关重要。

聚合物粘合剂作为阴极组分是绝缘的，可通过其内聚力提供连续的传输网络，从而对阴极的导电性和结构稳定性起关键作用。聚偏氟乙烯（PVDF）是一种常用的阴极粘合剂，与其它线形聚合物比较，它可赋予电池优异的性能。但在循环过程中极易被碳酸盐电解质膨胀甚至溶解而失去原有结构，使导电网络崩溃，导致充放电倍率（C-rate）和循环稳定性较差。通过引入含多胺基交联剂，构建了基于氟化聚合物的交联聚合物网络，提高了隔膜涂层的结构稳定性，并进一步探索了三维（3D）交联粘结剂应用于 LiFeO4 阴极的潜力。

武汉纺织大学、中国纺织科学研究院Jing Xu 等人构建了由 PAMAM 诱导的 3D粘合剂并将其应用于 LiFeO4 阴极。研究结果发现，3D 粘合剂具有较好的网络粘结能力，使电极材料之间的接触更加紧密，提高了电极的导电性。此外PAMAM 中丰富的胺基和空穴使其具有良好的电解质亲和力，降低了电池的界面阻抗。这些性质使电池显示出较好的 C-rate 性能。另外，3D 粘合剂在循环过程中可以保持电极表面形态的平坦和光滑，即使在 250 次循环后仍可保持 98%的放电容量。该 3D 粘合剂将为新型粘合剂的设计提供新思路和解决方案。

图. 采用 3D 粘合剂制备 LiFeO4 阴极示意图

文献来源： Yuqin Hu, Cheng Wang, Guobin Zhu, Jing Xu*, Luoxin Wang, Hua Wang, and Chunzu Cheng. Journal of The Electrochemical Society, 2023, 170, 030547.