两性离子分子增强的羧甲基纤维素水性粘合剂在石墨阳极中的应用：提升锂离子电池高倍率和低温性能

为解决锂离子电池(LIBs)在低温下因传统羧甲基纤维素(CMC)粘合剂结晶导致的容量下降、阻力增大问题，研究人员开发了基于两性离子分子磺基甜菜碱甲基丙烯酰胺(SBMA)修饰的CMC-SBMAa水性粘合剂。该粘合剂显著提升石墨阳极的界面润湿性、离子迁移率（扩散系数达1.06×10?11 cm2 s?1），并在-20°C下实现280 mAhg?1高容量和900 Ω低阻力，同时抑制结晶并形成富氟SEI层。这为高性能LIBs在极端环境应用提供了创新策略。

　　

论文解读文章

在当今追求绿色能源的时代，锂离子电池(LIBs)作为电动汽车和便携设备的核心动力源，其性能至关重要。然而，当温度降至冰点以下，传统LIBs便暴露致命弱点：容量急剧衰减、阻力飙升。这主要归咎于常用粘合剂羧甲基纤维素(CMC)在低温下的结晶行为。CMC本是明星材料——源自丰富的生物质纤维素，成本低、水溶性好，能稳定粘附石墨阳极于集流体上。但它的氢键网络在零度以下会“冻结”成晶体，阻塞锂离子(Li⁺)迁移通道，导致电池在高倍率(C-Rate)放电或严寒环境中表现惨淡。先前尝试用锂丙烯酸酯改性CMC，效果有限；引入固定两性离子基团的CMC-SBMA虽稍改善低温性能，却在高倍率下受限于离子引导效率。这就像给电池“穿棉袄”却忘了“开高速路”——离子迁移仍遇瓶颈。因此，开发一种能同时抑制结晶、加速离子解