​吉大杜菲/朱有亮/张冬Nano Lett.：导电交联海藻酸钠@MXene粘合剂实现高容量和高载量的锂硫电池

粘合剂对于保持电极的完整性至关重要，并且越来越需要将多种所需性能集成到高能电池的粘合剂中，但仍充满挑战。

在此，吉林大学杜菲、朱有亮、张冬等人通过海藻酸钠（SA）与MXene材料（Ti₃C₂T_X）交联成功合成了一种新型粘合剂。除了改善了附着力和机械性能外，集成的SA@Ti₃C₂Tx粘结剂还大大改善了电子导电性。当SA@Ti₃C₂T_X用于制造硫（S）正极时，不含导电添加剂的电极在S负载量为17.2 mg cm^-2的情况下Li–S 电池表现出极高的容量（1422 mAh cm^-3/24.5 mAh cm^-2）。

图1. SA@Ti₃C₂T_x的制备及物相表征

总之，该工作提出了一种实现交联导电粘合剂SA@Ti₃C₂T_x的新方法，并展示了通过制造无CA电极来提高正极材料体积容量的策略。通过将 SA@Ti₃C₂T_x粘合剂用于Li−S电池，在从电极中去除 Super P后，在S负载量为 5 mg cm⁻² 时可将体积容量从 670 显着增加至 1153 mA h cm⁻³。值得注意的是，以17.2 mg cm⁻²的超高硫负载量可实现24.5 mAh cm⁻²的面积容量和1422 mAh cm⁻³的体积容量。

图2. 电池性能

Small Things Make a Big Difference: Conductive Cross-Linking Sodium Alginate@MXene Binder Enables High-Volumetric-Capacity and High-Mass-Loading Li–S Battery, Nano Letters 2023 DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03429