Page 44 - 《精细化工》2020年第3期

第 37 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.37, No.3
202 0 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2020

综论
锂硫电池功能化粘结剂的研究进展

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邹树良 ，刘云花 ，马先果 ，邓正华
（1. 贵州理工学院 食品药品制造工程学院，贵州 贵阳 550003；2. 贵州理工学院 化学工程学院，贵州
贵阳 550003；3. 中国科学院 成都有机化学研究所，四川 成都 610041）
摘要：锂硫电池因具有高能量密度而受到了国内外的广泛关注。粘结剂是锂硫电池中辅助组件的核心材料之一，
是电极制作过程中必不可少的关键材料。该文介绍了锂硫电池中抑制聚硫离子穿梭的粘结剂、稳定电极片的多
维度粘结的粘结剂和面向低界面电阻的粘结剂，重点阐述了它们的分子结构设计和粘结机制，并说明了各自的
构效关系。通过分子结构设计可以获得多功能粘结剂，该类粘结剂能有效提高锂硫电池的充放电容量和循环寿
命。最后指出，在合成此类多功能粘结剂材料时，需合理地利用官能团与聚硫离子的相互作用，重点应集中在
水性多功能粘结剂的研究和应用范围拓展上。
关键词：粘结剂；锂硫电池；电化学性能；电极
中图分类号：TM912; TM437 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 03-0462-10

Research progress of advanced multifunctional binders for

lithium-sulfur batteries

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ZOU Shuliang , LIU Yunhua , MA Xianguo , DENG Zhenghua
（1. School of Food and Drug Manufacturing Engineering, Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003, Guizhou,
China; 2. School of Chemical Engineering, Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003, Guizhou, China;
3. Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, Sichuan, China）
Abstract: Lithium-sulfur (Li-S) batteries have attracted considerable attention due to their superior
theoretical energy density. Multifunctional binders as an indispensable material in the process of making
electrode are one of the core materials of auxiliary components in Li-S batteries. In this paper, the
multifunctional binders that inhibit polysulfide shuttles, the binders that stabilize multidimensional bonds of
entire electrode and the binders had low interfacial resistance are introduced. The molecular structure
design and binder mechanism of the binders are emphasized. Their structure-activity relationship is also
explained. Advanced multifunctional binders can be obtained by molecular structure design, and these
binders can effectively improve the charging and discharging capacity and cycle life of lithium sulfur
battery. Hence, the interactions between functional groups and polysulfide ions should be reasonably
utilized in the synthesis of such multifunction binder materials. Moreover, the research emphasis of binder
for Li-S batteries should focus on the research and application of water-based multifunctional binder.
Key words: binder; lithium-sulfur battery; electrochemical performance; electrode

随着可持续能源的发展，电子设备及电动汽车 梭效应”和循环过程中体积形貌的变化等科学与技
对储能设备性能要求不断提高，高能量密度的锂硫 术问题，阻碍其实际应用 [1-3] 。针对锂硫电池的上述
电池体系受到了广泛关注。当前锂硫电池仍然面临 瓶颈，设计多功能粘结剂有望提升活性材料的利用
单质硫和其放电产物的电子绝缘性、多硫化物的“穿 效率及循环寿命。粘结剂是一种连接电极活性物质、

收稿日期：2019-07-04; 定用日期：2019-09-02; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190648
基金项目：国家自然科学基金（51603049，51963004）；贵州省科学技术基金（黔科合 J 字[2015]2069 号）；贵州省普通高等学校能源
化学特色重点实验室（黔教合 KY 字[2017]009）
作者简介：邹树良（1983—），男，副教授，E-mail：zoushuliang@git.edu.cn。联系人：马先果（1984—），女，副教授，E-mail：
maxianguo@git.edu.cn。