粘合劑對于保持電極的完整性至關重要，并且越來越需要將多種所需性能集成到高能電池的粘合劑中，但仍充滿挑戰。

在此，吉林大學杜菲、朱有亮、張冬等人通過海藻酸鈉（SA）與MXene材料（Ti₃C₂T_X）交聯成功合成了一種新型粘合劑。除了改善了附著力和機械性能外，集成的SA@Ti₃C₂Tx粘結劑還大大改善了電子導電性。當SA@Ti₃C₂T_X用于制造硫（S）正極時，不含導電添加劑的電極在S負載量為17.2 mg cm^-2的情況下Li–S 電池表現出極高的容量（1422 mAh cm^-3/24.5 mAh cm^-2）。

圖1. SA@Ti₃C₂T_x的制備及物相表征

總之，該工作提出了一種實現交聯導電粘合劑SA@Ti₃C₂T_x的新方法，并展示了通過制造無CA電極來提高正極材料體積容量的策略。通過將 SA@Ti₃C₂T_x粘合劑用于Li?S電池，在從電極中去除 Super P后，在S負載量為 5 mg cm^?2 時可將體積容量從 670 顯著增加至 1153 mA h cm^?3。值得注意的是，以17.2 mg cm^?2的超高硫負載量可實現24.5 mAh cm^?2的面積容量和1422 mAh cm^?3的體積容量。

圖2. 電池性能

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