PEDOT:PSS作为锂硫电池粘结剂

锂硫电池因其超高的理论能量密度(2500 Whkg^-1)而被认为是未来电动汽车最有前途的储能系统之一。硫作为正极的理论比容量为1675 mAhg^-1，资源丰富，成本低，对环境影响小。开发新型多功能粘结剂是解决硫正极问题的最佳工业化方案，如何在赋予粘结剂吸附、导电、催化等功能性的同时不牺牲粘结性能是一个挑战。

粘结剂的作用是保持电极的结构完整性，保证活性材料与导电剂之间的有效连接。聚偏氟乙烯(PVDF)是大多数电池研究中使用最广泛的粘结剂。然而，PVDF在实现Li-S电池理想倍率性能和长寿命方面不是最优的。

为了解决粘结剂存在的问题，采用分步乳液聚合的方法开发了一种用于高性能锂电池的PABS:PEDOT核壳水性乳液粘合剂。由于该乳液颗粒的核和壳由两种聚合物组成，这两种聚合物可以静电吸引但彼此不相溶，因此凝固后可以形成由硬弹性框架和导电通道组成的介观互穿网络结构。此外，发现DMSO的塑化促进了两种聚合物的介观相分离，其二次掺杂协同显著提高了导电性能。因此，在弹性约束、促进电荷转移、捕获和加速锂硫电池转换的多重作用下，组装的锂离子电池表现出优异的倍率性能和稳定的循环性能。

由于每个相的组成可以很容易地单独调整，这项工作可以作为复合粘合剂提供一种新的设计方法，以应对许多领域的多种性能要求。