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粘結劑在電池系統中起著重要的作用。鋰硫（Li-S）電池由于硫的大體積變化和穿梭效應，循環性能較差。

武漢理工大學麥立強、中國地質大學（武漢）孫睿敏等人利用明膠與硼酸的交聯作用，制備了一種新型水溶性功能粘結劑（GN-BA）。

這種優良的粘結劑能有效地保持集成電極的穩定性，緩沖體積變化，防止活性物質從集流體上脫落，并通過化學鍵合固定多硫化物。該粘結劑中的硫電極還具有松散堆積的多孔結構，有利于電解質的滲透和離子的快速擴散。

圖1 作用機理及結構表征

X射線光電子能譜、紫外-可見光譜和密度泛函理論計算進一步驗證了該粘結劑可以通過形成B-O-Li、C-O-Li和C-N-Li化學鍵來錨定多硫化物。結果，在0.5 C下，可以獲得980 mAh g^-1的高初始容量，高于使用傳統聚偏二氟乙烯粘結劑的硫正極。

當硫負載量高達5.0 mg cm^-2時，實現了5.7 mA h cm^-2的高面積比容量和優異的循環穩定性。該研究為構建先進的粘結劑提出了一種經濟且環保的策略，并促進了高能鋰硫電池的實際應用。

圖2 電化學性能

Water-Soluble Cross-Linking Functional Binder for Low-Cost and High-Performance Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104858

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麥立強/孫睿敏AFM：用于低成本和高性能鋰硫電池的水溶性交聯功能粘結劑

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