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硬碳(HC)是一種很有前景的鈉離子電池負極材料，但其初始庫侖效率(ICE)較低，倍率性能較差。具有高電子/離子傳輸和機械完整性的粘結劑有望促進HC負極的實際應用，而這是通過商業粘結劑的功能設計無法實現的。

近日，大連理工大學李文翠等人在材料研究頂級期刊Adv. Funct. Mater.上發表了題為”Rational Design of a Trifunctional Binder for Hard Carbon Anodes Showing High Initial Coulombic Efficiency and Superior Rate Capability for Sodium-Ion Batteries”的研究性論文。

電池形貌，結構，電化學性能研究

作者通過可行的酯化反應合成了具有大量親水官能團和豐富Na⁺的三官能團海藻酸鈉(SA)/聚氧乙烯(PEO)粘合劑。粘結劑在葡萄糖衍生的碳(GC)上形成鈍化膜，以抑制電解質分解并提供更強的粘合強度。

SA / PEO粘合劑的合成過程的示意圖

此外，PEO提供了足夠的離子轉移通道，從而改善了緩慢的Na⁺傳導。因此，與聚偏氟乙烯粘結劑相比，SA/PEO粘結劑在0.1 A g^?1下的ICE高達87%，容量高達270 mA h g^?1。值得注意的是，這種SA/PEO粘結劑還可以應用于煤基和聚合物基炭負極，表現出普遍的適用性。

SA/PEO-25 °C和-100 °C的XPS光譜分析

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

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大連理工李文翠AFM：粘結劑種類選的好，電池性能跑不了

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