硅烷偶联剂处理铜箔用作高性能硅负极铜集流体(英文)

作者:孟祥娟; 曾小敏; 蒋伟; 李嗣源; 杜乔昆; 季泽楷; 朱伟伟; 刘创; 梁成都; 凌敏*; 严立京*
来源:Journal of Central South University (English Edition), 2023, 29(11): 3620-3629.

摘要

采用了一种简单的铜集流体表面改性方法,成功在硅负极和集流体之间引入化学键作用力,以缓解硅在循环过程由于体积变化过大从集流体上脱出的问题。DAMO的涂覆使Cu*表面负载氨基官能团。氨基官能团增加铜箔表面的亲水性,有利于以水作为溶剂的浆料在铜箔表面的固化过程。同时,氨基可以和黏结剂中羧基形成酰胺键,在铜集流体和硅负极之间构建化学键作用力。但高浓度的DAMO改变了铜箔表面形貌,降低了表面粗糙度,只能提供单纯的化学键作用力。同时,DAMO的绝缘性也降低了铜箔的导电性,增加了电池的阻抗。综合以上考虑DAMO膜的作用,当DAMO的浓度为0.05 wt%时,Cu*表面既能保留机械互锁力,又可以提供化学键作用力,电极中集流体和活性层界面黏结强度增加,Si-Cu*-0.05%的倍率性能和循环性能明显增强,循环100次之后,容量保持率为60%,比采用裸铜的硅电极电化学性能提升25%。