盡管高容量鋰電池電極備受關(guān)注，但其結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性和電荷轉(zhuǎn)移的不均勻性一直困擾著實(shí)際應(yīng)用。

圖1. 在相同電池容量下，c-IPN正極優(yōu)于對照正極

延世大學(xué)Sang-Young Lee、高麗大學(xué)Sang Kyu Kwak、仁川大學(xué)Taeeun Yim等提出了一種陽離子半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（c-IPN）粘結(jié)劑策略，重點(diǎn)是調(diào)節(jié)電極中的靜電現(xiàn)象。 研究顯示，與傳統(tǒng)的中性線性粘結(jié)劑相比，c-IPN可抑制溶劑干燥引起的電極裂紋演化，并通過其表面電荷驅(qū)動的靜電排斥力和機(jī)械韌性改善電極成分的分散狀態(tài)。此外，c-IPN通過靜電吸引將液態(tài)電解液的陰離子固定在電極內(nèi)部，從而促進(jìn)鋰離子的傳導(dǎo)并形成穩(wěn)定的正極-電解質(zhì)界面。

圖2. 采用用陽離子半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（c-IPN）正極實(shí)現(xiàn)高能量密度鋰金屬電池

因此，c-IPN能夠利用商業(yè)漿料涂覆電極制備出具有良好循環(huán)性（100次循環(huán)后容量保持率為82%）的高面容量（高達(dá)20 mAh cm-2）正極，充分利用了 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的理論比容量。 此外，將c-IPN正極與鋰金屬負(fù)極耦合可獲得雙層軟包電池，其在25℃時具有高能量（376 Wh kgcell-1/1043 Wh Lcell-1，包括包裝材料），證明了c-IPN粘結(jié)劑用于可擴(kuò)展的高面容量電極的實(shí)際可行性。

圖3. c-IPN正極的全厚度氧化還原均勻性

Regulating electrostatic phenomena by cationic polymer binder for scalable high-areal-capacity Li battery electrodes. Nature Communications 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-41513-1