在锂离子电池中，硅（Si）被认为是最有前景的阳极材料。然而，在充放电循环期间剧烈的体积变化，导致不稳定的固体电解质界面（SEI）以及差的循环稳定性。为了改善硅（Si）的循环稳定性，研究人员采取了一系列措施，如：多孔结构化、纳米结构化以及分层结构化。尽管如此，一些技术挑战仍然限制了其商业化。设计并合成的水溶性聚合物粘合剂（PAA-P（HEA-co-DMA）），具有更好的电解质润湿性，另外，其多重网络结构缓冲了Si微粒（Si-MP）体积变化引起的应变。因而，显著提高了循环稳定性和倍率性能。因此本文设计并合成了一种新的粘结剂，为了Si负极在充放电过程的结构转变提供了解决方案。
成果简介
近日，上海交通大学王久林副教授和杨军教授（通讯作者）等人，设计并合成了水溶性聚合物粘合剂（PAA-P（HEA-co-DMA）），显著提高了电极的循环稳定性和倍率性能。并在Joule上发表了题为“Silicon Microparticle Anodes with Self-Healing Multiple Network Binder”的文章。上述溶性聚合物粘合剂（PAA-P（HEA-co-DMA）），其多重的网络结构由刚柔结合的链和键组成，并且在电极中具有特殊的自愈能力，不仅提供了足够的机械支撑，而且缓冲了由Si-MP的体积变化引起的应变。这项工作为提高电极循环稳定性和促进Si阳极商业化开辟了新的途径。
本文提出了一种新的水溶性聚合物粘合剂（PAA-P（HEA-co-DMA））的合成方法。该粘合剂具有自修复多重网络结构，能够缓冲Si微粒（Si-MP）体积变化引起的应变，使得电极材料实现卓越的循环稳定性和倍率性能。这项研究不仅有助于为下一代低成本和高能量存储系统构建稳定的Si-MP阳极，而且为设计用于其他高容量电极的粘结剂设计了一种新的方式。
