综述：自修复聚合物粘结剂：下一代电池应用

本综述系统阐述了自修复聚合物粘结剂（SHPBs）作为新一代智能材料在电池电极中的关键作用，重点分析了其通过动态化学/物理键修复微裂纹、维持电极结构完整性（如Li-ion、Li-S、Na-ion电池），并显著提升循环寿命与安全性的机制，为高能量密度电池设计提供新范式。

　　

自修复聚合物粘结剂的核心机制

传统聚合物粘结剂虽能维持电极机械稳定性，但无法应对充放电过程中的体积变化和应力裂纹。自修复聚合物粘结剂（Self-healing Polymer Binders, SHPBs）通过动态可逆键（如氢键、离子相互作用、Diels-Alder反应）实现微观损伤的自主修复。这类材料在裂纹产生时能重新建立化学或物理连接，恢复导电通路与界面完整性，从而抑制活性物质（如硅基负极）的颗粒脱落与集流体分离。

多类型电池平台的应用性能

在锂离子电池（Li-ion）中，SHPBs显著缓解硅负极300%体积膨胀导致的容量衰减；在锂硫电池（Li-S）中，通过修复多硫化物穿梭造成的结构破坏，提升硫利用率与循环稳定性；在钠离子电池（Na-ion）等新兴体系中，SHPBs适配电极材料的大尺寸离子嵌入脱出行为，减少裂纹扩展。实验表明，采用SHPBs的电池在1000次循环后仍保持80%以上容量，且内部短路与热失控风险显著降低。

分子设计策略与性能优化

SHPBs的分子结构设计涵盖超分子网络、动态共价聚合物等功能单元。例如，引入脲基嘧啶酮（UPy）四重氢键体系可在室温下实现快速修复；可逆硼酸酯键则适应碱性电池环境。通过调控交联密度与链段柔韧性，可平衡自修复效率与机械强度。此外，SHPBs常与导电添加剂（如碳纳米管）协同构建稳定导电网络，确保电子/离子双通道连续性。

挑战与未来方向

当前SHPBs面临修复速率与电化学稳定性难以兼融、规模化生产工艺不成熟等挑战。未来需开发新型动态键体系（如双硫键、配位键），优化修复触发条件（热、光、电刺激），并探索人工智能辅助的分子设计策略。同时，需建立SHPBs在固态电池、多价离子电池等新体系中的性能评价标准，推动其从实验室向产业化应用转化。