圖1 TAC-MMT的設計原則及工作機制
在這項研究中，設計了一種由三醋酸纖維素和天然蒙脫土交聯組成的通用三醋酸纖維素基粘結劑（TAC-MMT），以促進鈉離子的快速傳輸途徑并建立強大的氫鍵網絡。這種創新的TAC-MMT粘結劑具有獨特的化學結構，通過自富集和快速傳輸機制實現了高離子電導率，而其優異的結合強度歸因于三醋酸纖維素中的質子受體（C=O）和蒙脫土中的質子供體（-OH）之間的氫鍵交聯。更重要的是，TAC-MMT出色的溶解性和成膜性能有助于穩定的電極保護和與高壓鈉離子電池陰極的廣泛兼容性。得益于這些優勢，采用TAC-MMT粘結劑的Na3V2(PO4)2O2F電極表現出卓越的性能，包括在5C下500次循環的高容量保持率為95.2%，以及高達15C的快速速率響應。TAC-MMT粘結劑的多功能性在高壓NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2和Na0.61[Mn2.7Fe0.34Ti0.39]O2陰極上得到了進一步證實。本研究強調了生物質基粘結劑作為推進高性能鈉離子電池的可持續和有效解決方案的潛力。
圖2 TAC-MMT的電化學性能評估
圖3 TAC-MMT的動力學評估
圖4 TAC-MMT的電極完整性評估
圖5 電極界面性能評估
圖6 電極穩定性評估
相關研究成果以“Designing Cellulose Triacetate-Based Universal Binder for High-Voltage Sodium-Ion Battery Cathodes with Enhanced Ionic Conductivity and Binding Strength”為題發表在Advanced Materials(2025, 10.1002/adma.202501531)期刊上。文章的第一作者是中國科學技術大學碩士研究生張宇楨。中國科學技術大學陳立鋒教授為論文通訊作者。感謝國家自然科學基金優秀青年科學家（海外）資助項目（GG2090007003）、國家自然科學基金（U2230101）、中央高校基本科研業務費專項資金（WK2490000002）和中國科大啟動經費資助。
原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202501531
