Compatibilities of Conducting Polymer-Based Electrode Matrices for Lithium-Ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Aqueous electrode processing has been considered an important movement to make the overall battery fabrication process less toxic and more environmental-friendly1. The traditional approach focuses on mixing common aqueous binders such as carboxymethyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and styrene-butadiene rubber (SBR) with carbon additives to form conductive, water-processable electrode matrices2. This design, however, is unlikely to improve electrode interconnection, where carbon additives still loosely adhere to active materials3. Utilizing a better electrode matrix is believed to enhance both mechanical and electrical connections of electrode architecture, thus improving battery capacity and stability. Our recent work has demonstrated the design concept of conducting polymer composites as self-conductive and water-processable electrode matrices for Li-ion batteries4. By using in situ chemical polymerization method, polypyrrole:carboxymethyl-cellulose (PPy:CMC) composites, as a representative, were synthesized facilely and at low cost. The molecular structure of PPy:CMC composites composes of carboxyl groups from CMC as main anionic dopants for the positively charged PPy polymer chain. Their unique adhesion enables PPy:CMC composites to sufficiently connect active materials electrically and mechanically despite their low intrinsic electrical conductivity. As a result, cathodes with PPy:CMC composites and LiCoO2 or LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 showed promising cycling performance even at a 1-C rate, which is rarely reported for carbon-additive-free electrodes. Also, aqueous electrode casting is feasible for PPy:CMC-based electrodes, thus addressing toxicity and intensive-energy consumption associated with the current NMP-based electrode processing. Furthermore, their compatibility in Li-ion battery chemistry has also been tested employing SEM, EIS and XPS. This work shows initial efforts in designing a new kind of electrode matrix that enables a greener fabrication of Li-ion batteries. References J. Zhao, X. Yang, Y. Yao, Y. Gao, Y. Sui, B. Zou, H. Ehrenberg, G. Chen, and F. Du, Adv. Sci., 5, 1700768 (2018). D. Bresser, D. Buchholz, A. Moretti, A. Varzi, and S. Passerini, Energy Environ. Sci., 11, 3096–3127 (2018). V. A. Nguyen and C. Kuss, J. Electrochem. Soc., 167, 065501 (2020). V. A. Nguyen, J. Wang, and C. Kuss, J. Power Sources Adv., 6, 100033 (2020).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».