由于其高能量密度，硅基負極在科學和工業(yè)領域都引起了更多的興趣。然而，傳統(tǒng)的聚合物粘結劑和碳添加劑混合物不能成功地適應巨大的體積變化并在循環(huán)時保持良好的導電性。

在此，上海大學袁帥研究員、呂盈盈副教授等人報告了一種由導電聚合物（PEDOT：PSS）和可拉伸聚合物聚（醚硫脲）（PETU）交聯(lián)合成的多功能聚合物粘結劑（PPTU）。PPTU粘結劑可以通過互鎖氫鍵連接到納米硅顆粒的曲表面，并使其在剝離或彎曲時具有機械穩(wěn)定性。

同時，導電網絡將形成最佳的電子傳輸路徑，從而提高倍率性能。此外，為適應巨大的體積變化，包覆在納米硅顆粒上的PPTU粘結劑可以構建彈性保護層，從而提高硅負極的循環(huán)穩(wěn)定性。

圖1. PPTU粘合劑的機械性能

利用PPTU粘結劑代替商用聚丙烯酸粘結劑的納米硅負極表現(xiàn)出更高的循環(huán)穩(wěn)定性（300次循環(huán)后容量達到2081 mAh g^-1）和倍率性能（8 A g^-1下容量為908 mAh g^-1）。

這種多功能聚合物粘結劑具有高導電性、彈性和自愈性，是一種極有前途的粘結劑，可促進高性能鋰離子電池的進一步發(fā)展。

圖2. PPTU粘合劑的自愈能力

Binary Network of Conductive Elastic Polymer Constraining Nanosilicon for a High-Performance Lithium-Ion Battery, ACS Nano 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c04240