| 徐秋帅,宿婷婷,马丽,金柯君,赵正浩,任文锋,孙润仓.硅碳负极用木质素酚醛树脂黏结剂的结构设计及性能研究[J].中国造纸,2026,45(9):1-12 |
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| 硅碳负极用木质素酚醛树脂黏结剂的结构设计及性能研究 |
| Structural Design and Performance Study on Lignin Phenolic Resin Binders for Silicon/Carbon Anodes |
| 收稿日期：2026-03-12 修订日期：2026-04-08 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.09.001 |
| 关键词: 木质素 电池黏结剂 半互穿聚合物网络 硅碳负极 锂离子电池 |
| Key Words:lignin battery binder semi-interpenetrating polymer network silicon/carbon anode lithium-ion batteries |
| 基金项目:大连市科技创新基金2024JJ11PT008榆林中科洁净能源创新研究院能源革命科技专项E411060316辽宁省属本科高校基本科研业务费专项LJ212410152056大连市科技创新基金（2024JJ11PT008）；榆林中科洁净能源创新研究院能源革命科技专项（E411060316）；辽宁省属本科高校基本科研业务费专项（LJ212410152056）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 徐秋帅* | 1大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,辽宁大连,116034 | 116034 | | 宿婷婷 | 1大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,辽宁大连,116034 | 116034 | | 马丽 | 1大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,辽宁大连,116034 | 116034 | | 金柯君 | 1大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,辽宁大连,116034 | 116034 | | 赵正浩 | 1大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,辽宁大连,116034 | 116034 | | 任文锋* | 1大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,辽宁大连,116034
2山东瑞丰高分子材料股份有限公司,山东淄博,256100 | 256100 | | 孙润仓* | 1大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,辽宁大连,116034 | 116034 |
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| 摘要:硅碳（Si/C）是极具潜力的新一代锂离子电池负极材料，但其在实际应用中产生的体积膨胀会导致电极粉化和容量快速衰减。本研究将高度交联木质素酚醛树脂（LPF）前驱体与高弹性瓜尔胶（GG）进行物理共混，构建了具有半互穿聚合物网络结构的复合黏结剂（LPF/GG）。结果表明，高模量LPF骨架可化学锚定活性物质，弹性GG基体则可通过分子间氢键动态缓冲体积应变；制得LPF/GG的断裂伸长率约100%，在100次循环后可将宏观电极膨胀率限制在18.2%。采用LPF/GG制备的Si/C-LPF/GG负极在0.1 C下循环200次后，仍可保持570.9 mAh/g的比容量；在1 C下循环400次后，仍可保持434.6 mAh/g的比容量。 |
| Abstract:Silicon/carbon (Si/C) was regarded as a highly promising anode material for next-generation lithium-ion batteries. Nevertheless, volume expansion generated during practical application was responsible for electrode pulverization and rapid capacity fading. In this study, a highly cross-linked lignin/phenolic resin (LPF) precursor was physically blended with highly elastic guar gum (GG), and a composite binder (LPF/GG) possessing a semi-interpenetrating polymer network structure was constructed. The results showed that active materials were chemically anchored by the high-modulus LPF skeleton, while volume strain was dynamically buffered through intermolecular hydrogen bonds within the elastic GG matrix. The prepared LPF/GG was measured with an elongation at break of approximately 100%, and the macroscopic electrode expansion rate was confined to roughly 18.2% after 100 cycles. For the Si/C-LPF/GG anode fabricated with the LPF/GG, a reversible capacity of 570.9 mAh/g was still maintained after 200 cycles at 0.1 C, and a capacity of 434.6 mAh/g was maintained after 400 cycles at 1 C. |
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