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用于硫正極的聚合物粘結劑起著非常關鍵的作用，因為它們是原位固定多硫化物穿梭和體積變化的先決條件，同時可確保在活性材料內具有良好的粘附性以進行離子傳導以及強大的機械和化學穩(wěn)定性。

韓國國立慶尚大學Hyun Young Jung等首次報道了一種用于硫正極的復合高分子生物聚合物粘結劑（黃芪膠，TG），它可使硫正極實現(xiàn)出色的電化學性能和改善的防火安全性。

慶尚大學Nat. Commun.：生物大分子粘結劑實現(xiàn)阻燃大功率Li-S柔性電池！

圖1基于各種粘結劑的硫正極的制備、結構和性能示意圖

這種生物聚合物粘結劑繼承了異質多糖部分，當用于鋰硫電池時具有幾大優(yōu)勢：

（1）能使鋰離子通過陰離子聚合物主鏈部分高度接近硫活性顆粒（高達80.3%的硫），從而觸發(fā)有效的硫反應性；

（2）糖單元的暴露極性官能團可加速電解液中可溶性多硫化物的捕獲（Li₂S_n，n = 4-8）；

（3）通過可拉伸的棒狀黃蓍素和球狀巴索林分子構象可主動調節(jié)硫正極大體積變化，以確保強大的機械強度；

（4）TG粘結劑的水加工性和阻燃能力賦予鋰硫電池環(huán)保、高安全性和良好熱穩(wěn)定性等優(yōu)勢。

圖2 基于PVDF、PEO和TG粘結劑的硫正極的容量保持率和硫利用率分析

研究顯示，可水處理的TG基粘結劑經過調整，可容納超過12 mg cm^-2的高硫負載量，而不會影響硫的效用和可逆性，從而使鋰離子對硫顆粒的可及性高約80%。即使在4 C時，該粘結劑對多硫化物的捕獲率也提高了46%，并將電極體積變化控制16%以內。

即使在惡劣條件下，具有理想質量負載的柔性Li-S器件也可以提供243 Wh kg^–1的能量密度。這種緊湊的儲能裝置和阻燃的硫正極是朝著實現(xiàn)實用高性能柔性和高安全鋰硫電池邁出的重要一步。

圖3 柔性鋰硫（FLS）電池的制備和性能

Flame retardant high-power Li-S flexible batteries enabled by bio-macromolecular binder integrating conformal fractions. Nature Communications 2022. DOI: 10.1038/s41467-021-27777-5

原創(chuàng)文章，作者：v-suan，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/15/4d7ee2f8bc/

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