双离子电池（DIB）因其具有同时储存阳离子和阴离子的机制，已经成为最有前景的电源候选者。其中，由于其具有极短的扩散长度和优异的电化学性能，石墨被广泛用作DIB正极材料，但当发生大半径的阴离子的插层反应时，石墨材料会显示出大的体积膨胀（110-135%），这可能会造成活性物质的剥离，DIB循环寿命的缩短等后果，从而极大地阻碍了该电池的实际应用。
在此，韩国浦项工科大学Soojin Park团队等人提出了一种为双离子电池设计的新型聚合物粘结剂和粘性石墨正极。研究表明，该新型粘结剂中的氮杂环共价键可以与石墨发生交联反应，经过简单的紫外处理即可将粘结剂固定在电极中，与石墨形成稳健的三维网络。同时，该粘结剂不仅可以在极高的电压（5V）下保持稳定，还能有效促进更深、更可逆的阴离子嵌入。
图1. 粘结性石墨正极的制备
总之，该工作开发了一种可以用于石墨在高电压下进行阴离子脱嵌反应的新型聚合物粘结剂，通过结合超分子相互作用和共价键合的创新粘合剂策略，作者成功地创建了一种与石墨相互作用的稳定分子结构，该结构有效增强了石墨正极的内聚力。
利用该新型粘结剂，石墨正极不仅可以在厚电极、高倍率等测试条件下展现出优异的电化学性能，还能实现更高容量、更持久、更可持续的阴离子储存。该研究为开发碳质主体材料的高级粘合剂、推进DIB和实现高性能储能技术提供了新的思路。
图2. 电池性能
Azacyclic Anchor-Enabled Cohesive Graphite Electrodes for Sustainable Anion Storage Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202306157
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