Aglutinante de polímero de gel interpenetrado para ánodos de silicio de alto rendimiento en baterías de iones de litio

El silicio ha atraído una atención cada vez mayor como material de ánodo de alta capacidad en baterías de iones de litio gracias a su capacidad teórica extremadamente alta. Sin embargo, la aplicación práctica de los ánodos de silicio se ve gravemente obstaculizada por la rápida pérdida de capacidad como resultado de los enormes cambios de volumen durante el proceso de carga/descarga. Aquí, se crea un aglutinante de polímero de gel interpenetrado para ánodos de silicio de alto rendimiento mediante entrecruzamiento in situ de precursores de ácido poliacrílico soluble en agua (PAA) y alcohol polivinílico (PVA). Este aglutinante de polímero de gel, con una red de polímero deformable y una fuerte adhesión a las partículas de silicio, puede acomodar eficazmente el gran cambio de volumen de los ánodos de silicio durante la litación/delitación, lo que conduce a una excelente estabilidad cíclica y alta eficiencia coulómbica incluso a altas densidades de corriente. Además, se logra una alta capacidad areal de aproximadamente 4.3 mAh/cm² basada en el ánodo de silicio utilizando el aglutinante de polímero de gel PAA–PVA con una alta carga de masa. Dada la simplicidad en el uso del aglutinante de polímero de gel soluble en agua, se cree que este nuevo aglutinante tiene un gran potencial para ser utilizado en ánodos de silicio de alta capacidad en las baterías de iones de litio de próxima generación, así como para otros materiales de electrodo con grandes cambios de volumen durante el ciclo.