硅（Si）因为其高理论容量、天然丰度和环境友好性而被视为最具期望的下一代负极，以完成高能量电池。但是，在吸收和开释Li+的过程中，Si的巨大体积改变（约400%）会导致一些问题，包括Si颗粒的决裂或破坏、电极的结构坍塌和电触摸的丢失，这阻止了Si负极的大规模使用。开发具有简略组成工艺的新式多功用粘结剂被认为是缓解以上问题的一种高效办法。

  近来，北京化工大学刘栋副教授开发了一种新式的具有多个氢键的物理化学双交联导电聚合物网络，其包括聚丙烯酸的硬度、羧基丁腈橡胶的柔软度和高度支化的单宁酸（作为物理交联剂），以完成具有高强、高韧的粘结剂。这样的规划能够终究靠折叠分子链的滑动和氢键的次序裂解完成有用的应力散失，然后安稳电极界面，促进硅微粒（μSi）负极的电化学功用。获益于这种新颖的战略，所制备的电极在2 A g-1下显示出超高的放电比容量和史无前例的长时间循环安稳性。更重要的是，这种导电聚合物网络也使SiOx负极能够安稳运转，在1.5A g-1条件下的1000次循环中，其每圈容量丢失低得多，约为0.012%，证明了其遍及性。此外，原子力显微镜剖析和有限元模仿提醒了物理化学双交联导电聚合物网络的优秀应力散布才能。整体而言，这项作业供给了一个简略而遍及的战略，以开释这些高容量氟极的不良应力，用于高比能电池。

  1. 这项作业开发了一种概念新颖的物理化学双交联导电聚合物网络，它是在电极的枯燥过程中，经过高能耗散聚合物（PTBR）的羧基和柔性氨基功用化碳纳米管（SCNT-NH2）的氨基之间的酰胺化反响原位组成的。PTBR经过引进高度支化的单宁酸（TA）作为物理交联剂，将聚丙烯酸（PAA）的刚度和羧基丁腈橡胶（XNBR）的柔软度耦合起来，还具有梯度可逆的氢键（氢键）。当Si颗粒在锂化过程中胀大时，高弹性橡胶链段和多个氢键经过有序的氢键开裂和折叠的分子链滑动来缓冲剧烈的应力。

  2. 更重要的是，正如作者曾经的陈述，有着非常丰富羧基（-COOH）的PTBR聚合物能够与SCNT-NH2经过酰胺化反响，然后在粘结剂和导电剂之间构成化学键，构建一个坚韧的三维导电聚合物网络。PTBR-SCNT-NH2中的化学交联和经过多个氢键的多重物理交联的结合，供给了一个具有高强、高韧的巩固导电聚合物网络。该网络的优胜功用归功于化学交联（键能约为-84.34 kcal mol-1）和多重物理交联（键能为-9.36至-18.88 kcal mol-1）的协同效应。

  3. 这种新颖的高能耗散战略使μSi负极即便在高质量负载下也能供给高的比容量和增强的电化学功用，并在深度循环中安稳SEI和电极结构。特别是，由此发生的硅电极（μSi/PTBR）表现出89.4%的首效和50次循环后90.96%的容量坚持率。即便在2.0 A g-1的高电流密度下，μSi/PTBR电极也呈现出史无前例的高容量坚持率，从第19次的2027 mAh g-1到第200次循环的1968 mAh g-1，约为97%。

  4. 原子力显微镜（AFM）试验和有限元模仿进一步验证了PTBR粘结剂经过这一种物理化学双交联战略所具有的优异的应力和能量耗散才能。

  5. 此外，这种战略也适用于安稳SiOx负极。整体而言，该作业经过在导电聚合物网络中结合化学交联和多重物理交联，供给了一种新颖而简略的应力散失战略，促进了硅负极的实践使用，为其他高单位体积内的包括的能量电池体系铺设了一条开释不良应力的新途径。

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