硬碳（HC）是一种极有前途的钠离子电池（SIBs）负极材料，但其存在初始库仑效率（ICE）较低，倍率性能较差等问题。具有高电子/离子传输和机械完整性的粘结剂有望促进HC负极的实际应用，而这是通过商业粘结剂的功能设计所无法实现的。

近日，大连理工大学李文翠教授报道了通过酯化反应成功制备了一种SA/PEO三官能团粘结剂，以提高HC负极的ICE和倍率性能。

文章要点

1）研究发现，在SA/PEO三官能团粘结剂中，SA能在机械强度较强的碳颗粒上形成钝化膜，防止连续副反应。此外，离子型PEO的引入可以显著改善界面Na⁺的迁移，随着PEO粘结剂的蠕动，Na⁺迁移到羟基上。此外，研究人员提出了一种预盐策略来补偿因形成SEI而造成的Na⁺损失。

2）实验结果显示，以葡萄糖衍生的碳（GC）为负极时，基于SA/PEO粘结剂的GC负极表现出高容量（336.5 mA h g⁻¹，0.02 A g⁻¹）、优异的倍率性能（270 mA h g⁻¹，0.1 A g⁻¹）和高ICE（87%），显著改善了HC负极的ICE性能和倍率性能。

3）这种SA/PEO三官能团粘结剂也可以广泛应用于各种类型的HC负极，具有普遍的适用性。

研究工作为多功能粘结剂的分子结构设计提供了一个新的视角，并深刻地揭示了含Na⁺粘结剂在SIBs HC负极SEI膜上的电荷补偿机制和界面离子传输机制。

参考文献

Ji-Li Xia, et al, Rational Design of a Trifunctional Binder for Hard Carbon Anodes Showing High Initial Coulombic Efficiency and Superior Rate Capability for Sodium-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202104137

https://doi.org/10.1002/adfm.202104137