在尋求環(huán)保電池技術(shù)的過(guò)程中，比利時(shí)哈塞爾特大學(xué)Mohammadhosein Safari研究了水處理電極的微觀結(jié)構(gòu)和傳輸特性，并將其與使用有毒溶劑N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）的傳統(tǒng)配方電極進(jìn)行了比較。作者特別關(guān)注了鋰硫電池中使用的硫電極，因?yàn)樗鼈兙哂锌沙掷m(xù)性和與各種粘合劑/溶劑系統(tǒng)的兼容性。
本文要點(diǎn)：
1) 通過(guò)X射線微計(jì)算機(jī)斷層掃描對(duì)電極的表征表明，在聚偏二氟乙烯（PVDF）雙（三氟甲磺酰基）酰亞胺鋰/NMP中，硫顆粒傾向于保持大簇，但在羧甲基纖維素丁苯橡膠（CMC-SBR）/水和聚丙烯酸鋰（LiPAA）/水分散體中分解成更細(xì)的顆粒。
2) 研究結(jié)果表明，在水基電極中，粘合劑的性質(zhì)決定了碳顆粒的空間排列，導(dǎo)致硫顆粒之間要么是具有短程連接的厚聚集體，要么是具有長(zhǎng)程連接的薄膜。此外，作者發(fā)現(xiàn)裂紋在較厚的水基電極中尤為突出，尤其在顆粒團(tuán)聚較大的區(qū)域傳播，并經(jīng)常延伸導(dǎo)致電極局部分層。這些微觀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)會(huì)顯著影響硫電極的曲折性和接觸電阻，從而影響Li-S電池的循環(huán)性能。
Saeed Yari et.al Probing Charge Transport and Microstructural Attributes in Solvent- versus Water-Based Electrodes with a Spotlight on Li–S Battery Cathode Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202402163
https://doi.org/10.1002/aenm.202402163
