金沙教师在著名国产期刊《电化学与能源科学》 上发表储能电池研究成果

   近日，我校金沙王保峰教授联合澳大利亚阿德莱德大学郭再萍院士、浙江海洋大学周英棠教授在锂离子电池硅基负极粘结剂研究方面取得重要进展。研究成果以《Unlocking the potential of silicon anodes in lithium-ion batteries: A claw-inspired binder with synergistic interface bonding》为题发表在著名国内期刊eScience（eScience 4 (2024) 100207）上。这是我校首次以第一单位在该期刊上发表论文，论文第一作者为我校js6668金沙登录入口2020级硕士研究生沈军同学，指导教师为王保峰教授，该工作得到了国家自然科学基金和上海市电力材料防护与新材料重点实验室项目的支持。

 随着便携式电子产品、电动汽车、无人机等对更高能量密度电池需求的日益增长，硅因其较低的工作电位和高理论比容量，成为下一代锂离子电池理想的负极材料。但硅负极巨大的体积变化(>300%)，会造成循环寿命不佳。聚合物粘结剂被证明是硅负极可持续运行的关键因素之一。然而现有的线性粘结剂在抑制体积膨胀方面的能力有限。通过在聚合物线性主链上接枝极性分子可改善粘结剂与硅颗粒的结合力，由于大分子结构难以精确地控制聚合物网络中的键强度。

 作者受自然界动物抓取物体的启发，设计制备了一种具有高离子电导率的爪型粘结剂。通过牛磺酸接枝的PAA粘合剂（Tau-g-PAA），以通过双极性基团（磺基和羧基）稳定纳米硅（SiNPs），牛磺酸（Tau）和聚丙烯酸（PAA）上的极性基团在硅颗粒表面产生“爪型协同效应”，赋予了硅负极强大的力学性能。结果表明，30Tau-g-PAA的离子电导率是常规PAA粘结剂的10倍以上。30Tau-g-PAA/Si电极还表现出更高的循环可逆容量和优异的倍率性能。本研究展示了一种与侧链磺化聚合物相结合来制备高性能小分子接枝粘结剂，对于储能电池性能的提升具有广阔的实际应用前景。

 eScience，中文名：电化学与能源科学，简称e科学。是由教育部主管，南开大学与科爱集团合作于2021年创办的国际化学术期刊。期刊致力于发表能源、电化学、电子学和环境相关领域及其交叉学科具有原创性、重要性和普适性的最新研究成果。eScience首个影响因子（Impact Factor, IF）为42.9，期刊在其所属的Electrochemistry，Materials Science Multidisciplinary两个细分领域中均位列Q1分区，其中，在Electrochemistry领域的45本期刊中排名第一，在Materials Science Multidisciplinary领域的438本期刊中排名第三，在所有期刊中排名第三十一，位列国产期刊第一。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.esci.2023.100207