三单位联合AEM：具有高离子传导性的应力分布粘结剂助力实用型硅负极！

在循环过程中，需要粘结剂来消散巨大的机械应力并提高硅负极的锂离子扩散动力学。

广东工业大学林展、澳门大学许冠南、浙江大学凌敏等通过丙烯酰胺（AM）在瓜尔胶（GG）骨架上的自由基接枝聚合，制备了一种具有高离子传导性的应力分布粘合剂(GG-g-PAM)。

图1. 粘结剂和硅电极的锂离子传输特性

首先，GG-g-PAM通过接枝链分布应力，因此，在反复循环过程中，可以不断消解源于Si巨大体积变化的高机械应力。然后，GG-g-PAM粘结剂的氧杂原子提供的络合位点作为锂离子通道，使GG-g-PAM具有较高的锂离子传导性。

同时，接枝PAM粘结剂链上丰富的极性官能团加强了粘结剂和Si之间的相互作用，形成了一个坚固的粘附界面，丰富的极性官能团也使GG-g-PAM粘结剂具有水溶性，使其能够在绿色和便捷的水处理过程中制造出硅负极。

图2. 基于不同粘结剂的Si电极的电化学性能

受益于上述优势，高负载的Si@GG-g-PAM电极在只含有2.5wt%粘结剂的情况下，保持了超过3 mAh cm^-2的高面积容量。

此外，GG-g-PAM粘结剂使Si负极在Ah级软包全电池中的循环性能稳定超过100次。作者相信，从设计粘结剂的角度来看，这种粘结剂的设计可以促进硅基负极在下一代高能锂离子电池中的实际应用。

图3. 循环期间不同电极的形态和厚度

An Ion-Conductive Grafted Polymeric Binder with Practical Loading for Silicon Anode with High Interfacial Stability in Lithium-Ion Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202201197

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三单位联合AEM：具有高离子传导性的应力分布粘结剂助力实用型硅负极！

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