Si–Gr(실리콘–흑연) 복합 양극에서 실리콘 함량을 증가시켜 리튬이온 배터리 셀의 에너지 밀도를 극대화하는 연구는 현재 지속적으로 주목받고 있으며, 많은 관심을 받고 있다. 그러나 Si와 Gr의 역설적인 표면 특성은 전극 구성요소를 균일하게 분포시키고, Si의 막대한 체적 변화에 수반되는 사이클링 동안 결합력을 유지하는 데 어려움을 야기한다. 본 연구에서는 피렌(pyr en) 결합 폴리(아크릴산) (Py‐PAA)과 과분지(hyperbranched) γ-사이클로덱스트린 폴리머(γ CDp)로 이루어진 친수성-소수성(양친매성)이며, 치밀하게 서로 맞물린(host–guest) 복합체 형태의 접착제 바인더를 보고한다. Py‐PAA의 피렌 단위는 Gr 표면에 대한 친화성을 향상시키는 데 더해, γ CDp 호스트와 상호 맞물림을 형성할 수 있는 게스트 분자 역할도 수행한다. 이러한 매우 효과적인 호스트–게스트 상호작용은 전극의 무결성을 유지하여, 상용 수준의 면적당 용량을 갖는 Si–Gr 전극에서 우수한 사이클링 성능과 출력(레이트) 성능을 가능하게 한다. 본 연구는 서로 다른 표면 특성을 지닌 구성요소로 이루어진, 고용량 전극을 대상으로 할 때, 두 종류의 계층적이고 다기능적인 초분자 바인더가 단일 종류의 기존 바인더에 비해 향상된 배터리 성능을 제공할 수 있음을 보여준다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.