我院杨植教授团队在国际著名期刊Journal of Power Sources上发表学术论文

【研究背景】

硅具有优异的理论比容量（4200 mAh g^-1），是传统石墨负极（372.5 mAh g^-1）的11倍，被认为是传统石墨负极最有潜力的替代品之一。然而，由于硅在锂化和去锂化过程中伴随着巨大的体积变化，进而导致活性颗粒粉化、从集流体上脱落、形成不稳定的固体电解质界面（SEI）膜等问题，限制了硅负极材料的商业化发展。

【工作介绍】

近日，温州大学杨植教授团队在硅负极领域取得进展，发表题为“Rational design of trifunctional conductive binder for high-performance Si anodes in lithium-ion batteries”的研究论文。在本文中，成功地合成了一种兼备高电子导电性、高锂离子导电性以及优异机械性能的三功能聚合物导电粘结剂。该导电粘结剂通过氢键交联策略将LiPAA和高导电性高分子PEDOT:PSS交联制备得到。LiPAA组分有利于改善复合粘结剂的锂离子传输能力；PEDOT:PSS组分在电极中构建的双层导电网络不仅在宏观尺度实现了Super P与活性物质之间形成电子渗流，而且在微观尺度实现了导电粘结剂与活性粒子界面处形成分子尺度的电子耦合；两种高分子以合适的比例交联实现了粘结剂内部构型的优化以及大量氢键的形成，提升了粘结剂的粘附性能，从而提高负极的倍率性能和能量密度。

图1. 不同粘结剂在硅电极中的作用机理示意图。

本论文以“Rational design of trifunctional conductive binder for high-performance Si anodes in lithium-ion batteries”为题发表在《Journal of Power Sources》上。温州大学为第一通讯单位。化学与材料工程学院研究生耿文慧为第一作者，我校青年教师张银行、肖逵逵、蔡冬与杨植教授为该论文共同通讯作者。

【原文信息】

Wenhui Geng，Xinmeng Hu，Qinhua Zhou，Yinhang Zhang，Bin He，Zhiliang Liu，Kuikui Xiao，Dong Cai，Shuo Yang，Huagui Nie，Zhi Yang，Rational design of trifunctional conductive binder for high-performance Si anodes in lithium-ion batteries，Journal of Power Sources，2024

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2024.234285