Page 134 - 《精细化工》2023年第12期

第 40 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.40, No.12
2 023 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2023

电子化学品
一种水性多功能黏结剂对锂硫电池性能的影响

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王天宇 1,2 ，齐 舵 ，史 颖 ，刘立志 ，蔡逸飞
（1. 沈阳化工大学 高分子产业高端制造研究院，辽宁 沈阳 110142；2. 沈阳化工大学 材料科学与工程
学院，辽宁 沈阳 110142）

摘要：以海藻酸钠（SA）与聚乙烯亚胺（PEI）为原料，制备了一种具有交联网络结构的 SAPEI 多功能锂硫电
池正极水性黏结剂。采用 FTIR 对其进行了表征，考察了 SAPEI 黏结剂的黏结性、多硫离子吸附能力及对锂硫
电池正极结构和电化学性能的影响。结果表明，SAPEI 黏结剂的黏结强度高于传统商用聚偏氟乙烯（PVDF）黏
结剂，反应过程中产生的酰胺键对多硫离子具有吸附作用。使用 SAPEI 黏结剂的锂硫电池在循环后硫正极呈现
出更加均匀的微观形貌结构及更优的电化学性能。在 0.2 C 倍率下充放电 200 次后，其放电比容量仍保持在
620 mA·h/g，容量保持率可达到 72.6%，高于使用 PVDF 黏结剂的锂硫电池。
关键词：锂硫电池；水性黏结剂；聚乙烯亚胺；循环性能；多硫离子吸附；电子化学品
中图分类号：TQ430.7；TM912 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 12-2676-06

Effect of a water-based multifunctional adhesive binder on

the performance of lithium-sulfur battery

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WANG Tianyu , QI Duo , SHI Ying , LIU Lizhi , CAI Yifei
（1. Advanced Manufacturing Institute of Polymer Industry, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang
110142, Liaoning, China; 2. School of Materials Science and Engineering, Shenyang University of Chemical Technology,
Shenyang 110142, Liaoning, China）
Abstract: A multifunctional sodium alginate (SA) crosslinked polyethyleneimine (PEI) water-based
adhesive binder SAPEI with cross-linked network structure for lithium sulfide battery cathode was prepared
from SA and PEI and characterized by FTIR. The adhesion and polysulfide adsorption of SAPEI binder as
well as its influence on the structure and electrochemical performance of the lithium sulfur battery cathode
were further investigated. The results demonstrated that the SAPEI binder displayed a stronger binding
capacity than conventional commercial polyvinylidene difluoride (PVDF) binder with the amide bond
produced during the reaction showing an adsorption effect on polysulfide ions. After cycling, the lithium-
sulfur battery with SAPEI binder had a more consistent microstructure and improved electrochemical
performance. The specific discharge capacity was still 620 mA·h/g after 200 cycles of charging and
discharging at a rate of 0.2 C, and the capacity retention rate could reach 72.6%, which was higher than that
of a lithium-sulfur battery with PVDF binder.
Key words: lithium-sulfur batteries; water-based binders; polyethylene imine; cycling performances;
polysulfide adsorption; electronic chemicals

[1]
随着人们对便携式电子设备和电动汽车等先进 起了广泛关注 。然而，在电池运行过程中产生的
储能设备需求的不断增长，锂硫电池因其优异的理 可溶性多硫化物的穿梭效应、单质硫和最终产物
论能量密度和单质硫资源丰富、成本低的优势而引 Li 2 S 的绝缘性质以及硫正极在充放电过程中的巨大

收稿日期：2022-02-17; 定用日期：2023-03-17; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230111
基金项目：国家自然科学基金项目（51903164）
作者简介：王天宇（1998—），男，硕士生，E-mail：850982481@qq.com。联系人：齐 舵（1988—），女，副教授，E-mail：qiduo2016@
163.com。