粘结剂在粘结固体电极成分并将其固定到集流体上，确保良好的接触和传输方面起重要作用。高能量密度正极材料对PVDF粘结剂提出了几个挑战，如高电极电势、质量负载和结合力。

近日诸侯官网储能学系李君涛团队提出了一种锂离子电池正极粘结剂的设计策略，通过调节聚合物的软-硬平衡（HSB）和亲-疏水平衡（HLB）来优化粘结剂的性能，并在LiCoO2体系中验证了该策略的有效性。软-硬平衡实现粘结剂的高机械韧性、亲-疏水平衡实现电极成分的均匀分布和活性颗粒上粘结剂包覆层的适宜厚度。优化的共聚物粘结剂提高了LiCoO2电极在高负载（26 mg cm-2）或低粘结剂含量（1%或0.5%）条件下的循环稳定性，在4.6 V的高充电截止电压下也实现了稳定运行。该研究以A formula to customize cathode binder for lithium ion battery为题，发表在Advanced Energy Materials。

研究以含氰基（CN）的丙烯腈（AN）为硬、亲水性单体，含六氟丁基（C）的丙烯酸2,2,3,4-4,4-六氟丁酯（HFBA）为软、疏水性单体为例，通过调节两种单体的比例来调节共聚物的HSB和HLB。该工艺优化了共聚物粘结剂的机械性能，并提高了其在电极中的有效性。通过这种调整获得的P（CN-CF）1/9共聚物粘结剂表现出优异的机械韧性，确保电极组分的均匀分布，并在LiCoO2表面形成薄涂层。因此，P（CN-CF）1/9共聚物粘结剂使LiCoO2电极能够在高负载和低粘结剂含量条件下实现更好的循环稳定性。具体而言，在粘结剂含量为1%的情况下，电极在200次循环后保持89%的容量，甚至在仅含0.5%粘结剂的情况下在100次循环后仍保持94%的容量。与PVDF粘结剂相比，P（CN-CF）1/9共聚物粘结剂在稳定电极结构、LiCoO2颗粒完整性和与活性材料的界面方面具有明显优势，特别是在4.6 V的高充电电压条件下。

ok1122诸侯快讯网李君涛教授为该论文通讯作者。第一作者为化学化工学院孙世刚院士课题组博士后邓丽，其于2022年博士毕业于ok1122诸侯快讯网李君涛课题组，2020年至2022年在加拿大滑铁卢大学陈忠伟课题组联合培养，主要研究方向为电池粘结剂和电极材料的开发。

全文链接： https://doi.org/10.1002/aenm.202401514

（图/文 储能学系）