将JAV与聚偏氟乙烯( PVDF)、JH 与 VV10 共聚物( JV)制成样品，对它们的各项性能进行测试和对比。 1、对聚合物进行了热稳定性测试，热失重曲线如图 2 所示。图 2 中，样品在温度升至180 ℃左右时开始出现质量损失，这是由于样品中的杂质和水分蒸发导致质量减少。在 220 ～500 ℃出现严重的质量损失，此时聚合物开始分解，其中 JAV 的分解温度比 JV 高，并且其在 360 ℃时，残余质量分数保持在85%以上，800 ℃时的残余质量分数约为 20%，亦高于 JV。这是因为 JAV 中含有大量的极性氨基，分子链的转移使氨基之间形成氢键，使 JAV 自交联形成稳固的网状结构。热失重结果表明，JAV 的热稳定性比 JV 好，能改善硅基锂离子电池在使用中的安全性能。2、聚合物的粘接强度测试如图 3 。 由图 3 可知，JAV 粘接剂对铜板的粘接性能更好，约为 JV 的 2. 5 倍，为 PVDF 的 15 倍，表明因三元共聚物中丙烯酰胺的存在，氨基可以与铜板表层的羟基形成作用力较强的氢键，有效提升粘接剂与铜箔基体之间的粘接强度。3、聚合物的溶胀性能测试：粘接剂在电解液中适度的溶胀，有利于充放电时锂离子的传输，从而提高电池的循环性能。将不同聚合物制成相同块状样品完全浸入电解液中，计算每天的溶胀率，测试结果见图 4。由图 4 可知，JV 对电解液的吸收率较高，在电解液中浸泡 15 d 后溶液变黑、全部溶解，PVDF 在电解液中浸泡 15 d 后出现了浑浊现象，而 JAV 在电解液中基本没变化、不发生反应，其浸泡 15 d 后的溶胀率为 11. 75%。与 JV 和PVDF 相比，JAV 既能够保证对电极片的润湿效果，促进锂离子的传输，又防止了因电解液渗透太多而导致的电极内部的腐蚀现象。4、电极片的溶解性能测试：为了进一步说明聚合物在电解液中的稳定性，测试由其制备的电极片在电解液中的溶胀情况，结果见表2。使用光学显微镜对浸泡15 d 后的电极片表面进行拍摄，图 5 为放大 20 倍的电极片表面形貌图。由表 2 和图 5 可知，JV 电极在浸泡 15 d 后涂层大部分脱落，PVDF 电极稍有脱落，而 JAV电极浸泡 15 d 后则没有明显变化，电解液仍然澄清透明。相比其它电极片，JAV 电极片表面相对光滑。说明含有丙烯酰胺聚合物粘接剂与电极间的相互作用更强，并且因聚合物自身的交联作用，形成了更牢固的网络结构，使电极片在电解液中能长久稳定存放。5、电池的电化学阻抗测试：采用 EIS 测试分析不同粘接剂制备的电极的电化学性能，分别测试了循环前以及在电量0.1 C下循环 10 次后的 EIS 谱图，如图 11 所示。图中的半圆代表锂离子通过 SEI 膜的阻抗，半圆越小表示 SEI 膜界面阻力越小; 斜线代表锂离子在硅颗粒之间的扩散阻抗，斜线斜率越大表示锂离子扩散阻力越小。由图 11 可知，相比其它电极，锂离子在使用 JAV 粘接剂制备的电极中的传输阻力较小，传导率更快，维持了电池充放电过程中的容量保持率。6、电池的倍率性能测试：为了证明聚合物在高电流密度下也具有稳定的电化学性能，对电池进行了倍率性能测试，如图 12 所示。由图 12 可见，使用 JAV 制备的电极的可逆比容量较为突出，其比容量高于 PVDF 和 JV 电极。在 1.2 C 下电池保持 750.05 mA·h/g 的放电比容量，当电量恢复到 0.05 C 时，电池的放电比容量为1591.55 mA·h/g，可逆比容量为初始比容量的 62.95%。倍率性能测试说明，与传统的 PVDF 和 JV 相比，三元共聚物中丙烯酰胺与电极组分之间形成了可逆动态氢键，有效缓解了硅负极的体积膨胀效应，改善了硅负极的循环可逆性，这也验证了 JAV 具有良好的机械性能和可逆形变。| /
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结果讨论
通过热重分析测试证明了三元共聚物粘接剂的热稳定性良好。并对聚合物粘接剂的粘接性能、在电解液中的溶胀性和溶胀性进行测试，JAV 的性能明显优于 PVDF 和 JV，且其在电解液中也能稳定存在 15 d 以上。对不同粘接剂制备的硅负极进行电化学测试，结果表明，使用 JAV 的硅负极电化学循环稳定性明显提高。循环前后的阻抗测试结果表明，使用了 JAV的硅负极在充放电过程中能够形成稳定致密且相对较薄的 SEI 层，并且 SEI 层的阻抗低于其它电极，锂离子在其中的传输更快。| /
