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張慶華/何孝軍AFM：一種用于高穩(wěn)定性硫、硅和氧化硅電極的自修復(fù)聚電解質(zhì)粘結(jié)劑

體積變化大、導(dǎo)電性差和電解質(zhì)可溶的活性材料中間體長(zhǎng)期以來一直是硫、硅和氧化硅電極材料的艱巨挑戰(zhàn)。

浙江大學(xué)張慶華、安徽工業(yè)大學(xué)何孝軍等人通過可重構(gòu)氫鍵和離子鍵在室溫下原位交聯(lián)聚多巴胺、植酸和聚（丙烯酰胺-co-2-（二甲氨基）乙酯丙烯酸酯），開發(fā)了一種自修復(fù)聚電解質(zhì)粘結(jié)劑。

交聯(lián)的粘結(jié)劑網(wǎng)絡(luò)可以在沒有額外刺激的情況下輕松恢復(fù)其機(jī)械強(qiáng)度，為受到大體積變化問題困擾的電極提供了可靠的策略。使用自修復(fù)聚電解質(zhì)粘結(jié)劑制備的硫（S）和硅（Si）電極在長(zhǎng)期循環(huán)后可以有效地保持其結(jié)構(gòu)完整性。

圖1 自修復(fù)聚電解質(zhì)粘結(jié)劑的合成過程及其自修復(fù)、LiPSs吸附和Li +傳輸增強(qiáng)特性

此外，在抑制多硫化鋰穿梭和加速鋰離子傳輸方面，極性基團(tuán)，尤其是帶負(fù)電荷的磷酸根離子使聚電解質(zhì)粘結(jié)劑成為比商業(yè)聚偏二氟乙烯更有效的粘結(jié)劑。因此，高活性材料負(fù)載S正極、Si和SiO石墨負(fù)極都可以通過方便地應(yīng)用先進(jìn)的粘結(jié)劑獲得高面容量和令人滿意的循環(huán)穩(wěn)定性。

圖2 Si和SiO-石墨電極的循環(huán)性能

A Self-Healable Polyelectrolyte Binder for Highly Stabilized Sulfur, Silicon, and Silicon Oxides Electrodes. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104433

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