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Synergism of Flame-Retardant, Self-Healing, High-Conductive and Polar to a Multi-Functional Binder for Lithium–Sulfur Batteries
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2022-06-22 , DOI: 10.1002/adfm.202205031 Mingliang Liu 1 , Peng Chen 1 , Xinchen Pan 1 , Shencheng Pan 1 , Xiang Zhang 1 , Yan Zhou 1 , Min Bi 1 , Jingwen Sun 1 , Shaolin Yang 2 , Aleksandr L. Vasiliev 3 , Pawel J. Kulesza 4 , Xiaoping Ouyang 5 , Jianbo Xu 6 , Xin Wang 1 , Junwu Zhu 1 , Yongsheng Fu 1
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2022-06-22 , DOI: 10.1002/adfm.202205031 Mingliang Liu 1 , Peng Chen 1 , Xinchen Pan 1 , Shencheng Pan 1 , Xiang Zhang 1 , Yan Zhou 1 , Min Bi 1 , Jingwen Sun 1 , Shaolin Yang 2 , Aleksandr L. Vasiliev 3 , Pawel J. Kulesza 4 , Xiaoping Ouyang 5 , Jianbo Xu 6 , Xin Wang 1 , Junwu Zhu 1 , Yongsheng Fu 1
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In this work, a multifunctional binder with self-healing, flame retardant, high conductivity, and abundant polar groups is prepared by the free radical polymerization method and applied to lithium–sulfur (Li-S) batteries to achieve high safety and exceptional electrochemical performance. The self-healing characteristic of binder induced by intermolecular hydrogen bonds and SS dynamic covalent bonds can repair volume expansion cracks. The polar groups and excellent conductivity endue binder with strong chemisorption on polysulfides and fast charge transportation, which can effectively inhibit the shuttle effect and accelerate polysulfides redox kinetics. More important, the considerable flame retardant performance of binder can improve the safety of the LiS batteries. As a result, the LiS cells using FHCP binder deliver an outstanding cycle stability of a high-capacity retention rate of 85% after 100 cycles at 0.2 C, and a high reversible area specific capacity of 5.25 mAh cm–2 at a sulfur loading of 4.72 mg cm–2 and a correspondingly lean electrolyte condition (E/S ratio = 6 µL mg–1).
中文翻译：
阻燃、自愈、高导电和极性对锂硫电池多功能粘合剂的协同作用
在这项工作中，通过自由基聚合方法制备了一种具有自愈性、阻燃性、高导电性和丰富极性基团的多功能粘合剂，并将其应用于锂硫（Li-S）电池，以实现高安全性和优异的电化学性能。 . 分子间氢键和SS动态共价键诱导的粘结剂的自修复特性可以修复体积膨胀裂缝。极性基团和优异的导电性赋予粘合剂对多硫化物的强化学吸附和快速的电荷传输，可有效抑制穿梭效应并加速多硫化物的氧化还原动力学。更重要的是，粘合剂相当的阻燃性能可以提高锂的安全性S 电池。因此，使用 FHCP 粘合剂的Li S 电池在 0.2 C 下循环 100 次后具有 85% 的高容量保持率和 5.25 mAh cm -2的高可逆面积比容量，具有出色的循环稳定性。负载为 4.72 mg cm –2和相应的稀电解质条件（E/S 比 = 6 µL mg –1）。
更新日期：2022-06-22
中文翻译：
阻燃、自愈、高导电和极性对锂硫电池多功能粘合剂的协同作用
在这项工作中，通过自由基聚合方法制备了一种具有自愈性、阻燃性、高导电性和丰富极性基团的多功能粘合剂，并将其应用于锂硫（Li-S）电池，以实现高安全性和优异的电化学性能。 . 分子间氢键和SS动态共价键诱导的粘结剂的自修复特性可以修复体积膨胀裂缝。极性基团和优异的导电性赋予粘合剂对多硫化物的强化学吸附和快速的电荷传输，可有效抑制穿梭效应并加速多硫化物的氧化还原动力学。更重要的是，粘合剂相当的阻燃性能可以提高锂的安全性S 电池。因此，使用 FHCP 粘合剂的Li S 电池在 0.2 C 下循环 100 次后具有 85% 的高容量保持率和 5.25 mAh cm -2的高可逆面积比容量，具有出色的循环稳定性。负载为 4.72 mg cm –2和相应的稀电解质条件（E/S 比 = 6 µL mg –1）。
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