硅具有较高的理论比容量（Li22Si5对应4200 mAh g-1）和较低的嵌锂电位（0.4 V v.s. Li/Li+），被认为有望取代石墨而成为下一代高能量密度的锂离子电池负极材料。但是，硅负极在锂化过程中较大的体积变化（体积膨胀率> 300%）导致电极在循环过程中极易出现碎裂、粉化甚至从集流体脱落的现象。通过功能型粘结剂的设计制备是解决这一问题的有效方法，目前的研究成果证明基于具有分子滑轮作用的粘结剂能够增加硅基负极对于充放电过程中体积变化的适应能力，有效改善硅基负极的性能，但是具有较高离子电导率的导离子型粘结剂目前鲜有报道。
南京大学张秋红副教授、贾叙东教授课题组在分子滑轮材料（Advanced Functional Materials, 2020, 30, 1907139; ACS Materials Letters, 2022, 4, 944-952; Small, 2022, 2200533）和能源聚合物（Advanced Energy Materials, 2021, 2003239；ACS Appl. Polym. Mater., 2021, 3, 6, 3254-3263；Journal of Power Sources, 2022, 537, 231478）领域开展相关研究工作。近日，该课题组结合团队工作特色在单离子型聚合物体系中引入聚轮烷作为滑动交联点，制备了一种具有分子滑轮动态作用的磺酰亚胺锂型聚合物粘结剂（SSIP）。SSIP中P-TFMSI-Li链段具有较强的导离子能力，显著降低了电池内部阻抗，有助于硅负极表面形成稳定的SEI，显著提高电极ICE。SSIP中可逆的分子滑轮作用能够使硅负极较好地适应体积变化，维持电极结构稳定。基于这类粘结剂优异的导离子能力和动态交联特性，硅负极能够在长时间的循环后依然保持较高的比容量。相关研究成果以“Slidable and Highly Ionic Conductive Polymer Binder for High Performance Si Anodes in Lithium-Ion Batteries”为题发表在Advanced Science上。该课题组蔡一枫博士和硕士生刘彩霞为该论文的共同第一作者，张秋红副教授和贾叙东教授为该论文的通讯作者。
该工作得到了国家自然科学基金委和中央高校科研业务费的支持。感谢配位化学国家重点实验室和高性能高分子材料与技术教育部重点实验室的大力支持。
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https://doi.org/10.1002/advs.202205590
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