麦立强/孙睿敏AFM：用于低成本和高性能锂硫电池的水溶性交联功能粘结剂

粘结剂在电池系统中起着重要的作用。锂硫（Li-S）电池由于硫的大体积变化和穿梭效应，循环性能较差。

武汉理工大学麦立强、中国地质大学（武汉）孙睿敏等人利用明胶与硼酸的交联作用，制备了一种新型水溶性功能粘结剂（GN-BA）。

这种优良的粘结剂能有效地保持集成电极的稳定性，缓冲体积变化，防止活性物质从集流体上脱落，并通过化学键合固定多硫化物。该粘结剂中的硫电极还具有松散堆积的多孔结构，有利于电解质的渗透和离子的快速扩散。

图1 作用机理及结构表征

X射线光电子能谱、紫外-可见光谱和密度泛函理论计算进一步验证了该粘结剂可以通过形成B-O-Li、C-O-Li和C-N-Li化学键来锚定多硫化物。结果，在0.5 C下，可以获得980 mAh g^-1的高初始容量，高于使用传统聚偏二氟乙烯粘结剂的硫正极。

当硫负载量高达5.0 mg cm^-2时，实现了5.7 mA h cm^-2的高面积比容量和优异的循环稳定性。该研究为构建先进的粘结剂提出了一种经济且环保的策略，并促进了高能锂硫电池的实际应用。

图2 电化学性能

Water-Soluble Cross-Linking Functional Binder for Low-Cost and High-Performance Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104858

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麦立强/孙睿敏AFM：用于低成本和高性能锂硫电池的水溶性交联功能粘结剂

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