Nature子刊：阳离子聚合物粘结剂使NCM811面容量高达20 mAh/cm2！

尽管高容量锂电池电极备受关注，但其结构的不稳定性和电荷转移的不均匀性一直困扰着实际应用。

图1. 在相同电池容量下，c-IPN正极优于对照正极

延世大学Sang-Young Lee、高丽大学Sang Kyu Kwak、仁川大学Taeeun Yim等提出了一种阳离子半互穿聚合物网络（c-IPN）粘结剂策略，重点是调节电极中的静电现象。

研究显示，与传统的中性线性粘结剂相比，c-IPN可抑制溶剂干燥引起的电极裂纹演化，并通过其表面电荷驱动的静电排斥力和机械韧性改善电极成分的分散状态。此外，c-IPN通过静电吸引将液态电解液的阴离子固定在电极内部，从而促进锂离子的传导并形成稳定的正极-电解质界面。

图2. 采用用阳离子半互穿聚合物网络（c-IPN）正极实现高能量密度锂金属电池

因此，c-IPN能够利用商业浆料涂覆电极制备出具有良好循环性（100次循环后容量保持率为82%）的高面容量（高达20 mAh cm^-2）正极，充分利用了 LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的理论比容量。

此外，将c-IPN正极与锂金属负极耦合可获得双层软包电池，其在25℃时具有高能量（376 Wh kg_cell^-1/1043 Wh L_cell^-1，包括包装材料），证明了c-IPN粘结剂用于可扩展的高面容量电极的实际可行性。

图3. c-IPN正极的全厚度氧化还原均匀性

Regulating electrostatic phenomena by cationic polymer binder for scalable high-areal-capacity Li battery electrodes. Nature Communications 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-41513-1

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