作为下一代高能锂离子电池的有前景的组件，硅基电极凭借超高的理论比容量而受到越来越多的关注。然而，循环过程中硅基电极体积的巨大变化所带来的快速容量衰减仍然是大规模应用之前的巨大挑战。

在此，中科院青岛能源所崔光磊研究员，Huanrui Zhang开发了一种基于水油二元溶液的混合（AOB）粘合剂，其特征在于蜘蛛丝状分层结构，可承受硅基电极的巨大体积变化。

文章要点

1）在AOB粘合剂中，含有疏水性四唑基团的聚合物（以PPB形式提供）和水溶性无定形聚（丙烯酸）分别模仿蜘蛛丝蛋白的β-折叠和α-螺旋结构。

2）得益于这种仿生设计，AOB粘合剂具有较高的拉伸强度和弹性以及较强的电极粘合力，因此明显稳定了硅基电极结构并延长了电极的循环寿命。

这种策略使得由Si/C复合阳极和NCM811阴极组装的3.3 Ah软包电池在700次循环后的放电比容量为2.92 Ah。

这项工作标志着开发最先进的硅基电极以实现高能量密度锂电池应用的里程碑。

参考文献

Pengzhou Mu, et al, Spidroin-Inspired Hierarchical Structure Binder Achieves Highly Integrated Silicon-Based Electrodes, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202303312

https://doi.org/10.1002/adma.202303312