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對基于層狀過渡金屬氧化物正極的鋰電池來說，電解液的化學降解導致電池容量快速衰減，嚴重挑戰了其實際應用。這種電解液的化學降解是由活性氧（例如單線態氧）的氧化和循環過程中自由基的攻擊引起的。

為了解決這個問題，中科院青島能源所崔光磊研究員、董杉木研究員及張煥瑞副研究員等人首次報道了一種受生物學啟發的抗衰老策略，該策略用于開發具有單線態氧和自由基清除能力的光穩定劑（PS）作為正極粘結劑添加劑。

外部驗證實驗、循環過程中的氣體逸出以及NCM523正極的循環后分析充分證明，這種由粘結劑添加劑和市售聚偏二氟乙烯（PVDF）組成的粘結劑體系可以清除高壓循環過程中產生的單線態氧和自由基，從而顯著抑制電解液分解。

圖1. PS清除單線態氧和自由基作用的示意圖

因此，基于該粘結劑體系的高電壓LTMOCs正極/Li半電池即使在超高質量負荷和高溫下也能提供比PVDF粘結劑對應電池更出色的電化學性能。

電池性能的顯著提高是由于形成了超薄、均勻的CEI層，這得益于粘結劑添加劑獨特的單線態氧和自由基清除功能。這種清除活性氧和自由基的仿生策略預示著一種新的范式，可用于操控涉及層狀過渡金屬氧化物正極的各種可充電電池的正極/電解液界面化學。

圖2. 抗老化粘結劑對電池性能的影響

Bioinspired Antiaging Binder Additive Addressing the Challenge of Chemical Degradation of Electrolyte at Cathode/Electrolyte Interphase, Journal of the American Chemical Society 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c06003

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崔光磊/董杉木/張煥瑞JACS：仿生抗衰老粘結劑添加劑應對電解液化學降解挑戰

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