《ACS Nano》上海大学吕盈盈/袁帅：PSS水凝胶导电聚合物粘合剂

硅基阳极由于其高能量密度而在科学和工业中引起了更多的兴趣。然而，传统的聚合物粘合剂和碳添加剂混合物不能成功地适应巨大的体积变化并在循环时保持良好的导电性。

最近，上海大学报告了一种由导电聚合物（PEDOT：PSS）和可拉伸聚合物聚（醚硫脲）（PETU）交联合成的多功能聚合物粘合剂（PPTU）。多功能聚合物粘合剂可以在纳米硅颗粒表面弯曲，形成相互交织的连续三维网络，有利于电子转移和机械稳定性。此外，粘合剂具有弹性和粘性，可以适应硅的巨大体积变化以保持其完整性。使用这种多功能聚合物粘合剂代替商业聚（丙烯酸）粘合剂和炭黑混合物，纳米硅阳极表现出增强的循环稳定性（300 次循环后 2081 mAhg-1）和倍率性能（8 Ag-1 时为 908 mAhg-1）。多功能聚合物粘合剂具有高导电性、弹性和自修复性能，是一种很有前途的粘合剂，可促进高性能锂离子电池的发展。

图 5. (a) PAA/CB/Si 阳极和 PPTU/Si 阳极在弯曲试验后的示意图和 SEM 图像。(b)多重测试后 PAA/CB/Si 阳极和 PTU/Si 阳极的数字图片和 SEM 图像。（c）PPTU/Si阳极和PAA/CB/Si阳极的力-位移曲线以及剥离试验后阳极的形貌。

图 6. (a) PTU 粘合剂刮擦后的光学显微镜图像。(b) 用 LED 灯演示导电 PTU 粘合剂的自修复。(c) 恒定电流下电压变化的演示。(d)多功能聚合物粘合剂与过去 18 个月（2020-01-01-2021-05-01）报告的其他粘合剂之间的性能比较。

相关论文以题为Binary Network of Conductive Elastic Polymer Constraining Nanosilicon for a High-Performance Lithium-Ion Battery发表在《ACS Nano》上。通讯作者是上海大学吕盈盈特聘副研究员，和袁帅研究员。

参考文献：

doi.org/10.1021/acsnano.1c04240