近日，我校材料科學與工程學院王文強特聘副研究員、王庚超教授，化工學院李春忠教授在高性能鋰硫電池正極粘結劑的設計合成方面取得新進展，該工作以“A Conductive Binder Based on Mesoscopic Interpenetration with Polysulfides Capturing Skeleton and Redox Intermediates Network for Lithium Sulfur Batterie”為題發(fā)表在《德國應用化學》。

鋰硫電池理論能量密度高，作為正極活性材料的單質硫廉價易得。然而，硫的絕緣性、充放電過程中嚴重的體積變化以及多硫化物穿梭等問題限制了鋰硫電池的商業(yè)化應用。開發(fā)新型多功能粘結劑是解決硫正極問題的最佳工業(yè)化方案，如何在賦予粘結劑吸附、導電、催化等功能性的同時不犧牲粘結性能是一個挑戰(zhàn)。

在這項工作中，通過分步乳液聚合，合成了一種由含磺酸鹽的硬彈性共聚物核和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)導電聚合物殼組成的水性導電粘結劑（PABS:PEDOT）。當該粘結劑干燥并觸發(fā)乳膠顆粒融合時，基于內核組分和外殼組分間的靜電作用以及各自鏈段的聚集特性，通過調控二次摻雜劑二甲基亞砜的引入，兩者會發(fā)生介觀相分離形成互穿網絡。依靠源自內核的富含極性基團彈性骨架和源自外殼具有氧化還原介質功能的電荷傳輸通道的協(xié)同作用，賦予硫正極優(yōu)異的倍率性能（4 C，817 mAh g^-1）與循環(huán)穩(wěn)定性（0.5 C，循環(huán)450次，容量保持率為81.6%）。由于各相的組成可以很容易地單獨調整，該研究可以為電極粘結劑提供一種新的設計方法，以應對許多領域的多種性能要求。

該論文由材料科學與工程學院王文強特聘副研究員和碩士研究生華蘭完成，王庚超教授和李春忠教授為該論文的通訊作者，研究工作得到了國家自然科學基金和中國博士后科學基金站中特別資助等項目的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405920