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Polyacrylonitrile-based rubber (HNBR) as a new potential elastomeric binder for lithium-ion battery electrodes

材料科学 天然橡胶 电解质 聚丙烯腈 电池(电) 聚合物 复合材料 极限抗拉强度 弹性体 锂离子电池 循环伏安法 锂(药物) 化学工程 电极 电化学 化学 内分泌学 物理化学 工程类 功率(物理) 物理 医学 量子力学
作者
Nina Verdier,Soumia El Khakani,David Lepage,Arnaud Prébé,David Aymé‐Perrot,Mickaël Dollé,Dominic Rochefort
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:440: 227111-227111 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2019.227111
摘要

A commercial elastomer, Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber (HNBR), is used as a binder for Li-ion battery positive and negative electrodes. As the polymer as never been used before as a binder, the aim of this study is to investigate the chemical stability of HNBR with regard to the electrolyte, to show its electrochemical stability, and to demonstrate the application of these elastomers in Li-ion battery electrodes. To ensure insolubility in the electrolyte, HNBR is previously crosslinked and tensile tests are used on these films to evaluate their mechanical properties. The electrochemical stability of this polymer is analysed and validated by cyclic voltammetry. Power and cycling performances of crosslinked HNBR-based electrodes are compared to conventional ones using poly(vinylidene fluoride) (PVdF). It is found that crosslinked HNBR is electrochemically stable in the potential windows studied, i.e. 1–2.2 V and 2.2–4.2 V. When used in positive and negative electrodes, crosslinked HNBR full-cell retains a capacity of 128 mAh.g−1 after 200 cycles, compared to 117 mAh.g−1 for conventional PVdF cells. This makes HNBR a good candidate as a binder for Li-ion batteries.
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