硅材料具有高理论比容量，被广泛认为可以取代石墨负极来制造下一代锂离子电池。但是，在重复的Li+嵌入和脱嵌过程中，硅电极会出现体积膨胀，引起材料脱落、电解液消耗、不稳定固体电解质界面等问题，严重影响了电池的循环稳定性和寿命。因此，开发一种能够有效缓解硅体积膨胀问题的新型生物基粘结剂材料，对于提升硅电极的性能具有重要的科学价值，同时可实现生物质资源羧甲基纤维素钠的高价值化利用。
近日，我院电化学储能与电池材料研究团队在国际权威期《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院一区TOP期刊，IF=8.2）在线发表了题为“Advanced-design cross-linked binder enables high-performance silicon-based anodes through in-situ crosslinking based on sodium carboxymethyl cellulose and poly-lysine”的学术论文。论文基于阴离子型羧甲基纤维素钠与阳离子型聚赖氨酸原位交联的策略，构建具有可逆静电相互作用和氢键作用的水性粘结剂。研究发现，这种阴离子-阳离子交联型粘结剂可以承受硅颗粒的巨大体积变化，并且有利于保持电极循环前后结构的完整性，从而大大提升电池的循环寿命。我院电化学储能与电池材料研究团队成员孙兴燊老师为论文第一作者，中国林业科学研究院林产化学工业研究所沈明贵副研究员和刘鹤研究员为论文通讯作者。
原文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813024038558?via%3Dihub