天冬氨酸改性粘结剂

循环衰减仅0.049%

一种从芦荟胶与天冬氨酸衍生的水性粘结剂，同时缓冲硫正极体积膨胀、化学锚定多硫化物并催化硫氧化还原，使锂硫电池在高载量与高倍率下维持长循环稳定性。

Wang, Qian · Liu, Shasha · Feifan, Liang · 王瑞琪 · Xiaoqiang, Cai · 王亚雄 · 古兴兴

Journal of Materials Chemistry A 2025

参数信息

弹性模量

1.2 GPa

抗拉强度

156 MPa

初始比容量

1130.8 mA h g−1

500次循环后比容量

600.3 mA h g−1

库仑效率

98.7 %

容量保持率

51.3 %

每圈循环衰减率

0.049 %/cycle

相对PVDF提升幅度

20 %

技术优势

高倍率下几乎不衰减

4C循环1000次后容量保持51.3%，每圈衰减仅0.049%，比PVDF粘结剂提升20%。

同时锚定多硫化物

丰富的-COOH和-OH官能团通过路易斯酸碱作用强烈化学吸附多硫化锂，抑制穿梭效应。

缓冲体积膨胀

粘结剂弹性模量达1.2 GPa、抗拉强度156 MPa，能有效吸纳硫正极循环中的体积波动，维持结构完整。

催化硫转化反应

极性官能团促进锂离子传输并催化硫的氧化还原反应，加速反应动力学。

应用场景

• 锂硫电池：直接替换PVDF粘结剂，解决硫正极体积膨胀和多硫化物穿梭问题，提升循环寿命。
• 高比能储能：实现高比容量和超低衰减，使锂硫电池在高能量密度场景下维持长循环稳定性。
• 生物质衍生材料：采用芦荟胶和天冬氨酸等可再生原料，提供环保且多功能的粘结剂方案。