雙離子電池（DIB）因其具有同時儲存陽離子和陰離子的機制，已經成為最有前景的電源候選者。其中，由于其具有極短的擴散長度和優異的電化學性能，石墨被廣泛用作DIB正極材料，但當發生大半徑的陰離子的插層反應時，石墨材料會顯示出大的體積膨脹（110-135%），這可能會造成活性物質的剝離，DIB循環壽命的縮短等后果，從而極大地阻礙了該電池的實際應用。

在此，韓國浦項工科大學Soojin Park團隊等人提出了一種為雙離子電池設計的新型聚合物粘結劑和粘性石墨正極。研究表明，該新型粘結劑中的氮雜環共價鍵可以與石墨發生交聯反應，經過簡單的紫外處理即可將粘結劑固定在電極中，與石墨形成穩健的三維網絡。同時，該粘結劑不僅可以在極高的電壓（5V）下保持穩定，還能有效促進更深、更可逆的陰離子嵌入。

圖1. 粘結性石墨正極的制備

總之，該工作開發了一種可以用于石墨在高電壓下進行陰離子脫嵌反應的新型聚合物粘結劑，通過結合超分子相互作用和共價鍵合的創新粘合劑策略，作者成功地創建了一種與石墨相互作用的穩定分子結構，該結構有效增強了石墨正極的內聚力。

利用該新型粘結劑，石墨正極不僅可以在厚電極、高倍率等測試條件下展現出優異的電化學性能，還能實現更高容量、更持久、更可持續的陰離子儲存。該研究為開發碳質主體材料的高級粘合劑、推進DIB和實現高性能儲能技術提供了新的思路。

圖2. 電池性能

Azacyclic Anchor-Enabled Cohesive Graphite Electrodes for Sustainable Anion Storage Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202306157