可持续能源发展是当今人类密切关注和迫切需要解决的问题，对更高能量密度电池体系的研究成为了当今的热潮。锂离子电池是在现有锂二次电池基础上实现商品化应用的实用二次电池体系，然而，这类电池面临制备工艺复杂且对环境有污染和能量密度低的问题。那么，如何解决锂离子电池上述问题，是广大研究者积极探索的课题。

目前锂离子电池的研究主要集中在正负极材料、电解液和隔膜等，对电极中重要的辅助材料粘合剂的研究较少。粘合剂的主要作用是粘结和保持活性物质，稳定极片的结构和减少电极的阻抗等，对电极乃至整个锂离子电池的性能(内阻、容量、循环寿命、比能量等)有很大的影响。

按其分散介质性质的不同粘合剂可分为油性和水性两大类。目前商品化应用的是聚偏氟乙烯（PVDF），但它具有离子和电子绝缘性、高温时体积膨胀、以及其分散剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）环境不友好等缺点。而水性粘合剂具有环境友好、价格低廉等优点，是目前电池粘结剂的主流发展方向，但这类粘合剂主要是以点型或线型分布，在一维或二维方向上对其固化，电极颗粒间缺乏长程连接，充放电过程中粉体颗粒会从集流体上脱落下来，降低其利用率低。若粘合剂与粉体颗粒能同时以点和面两种方式建立长程连接，在三维方向上固化电极材料颗粒，提高粘合剂的粘结力降低粘合剂的使用量，这将有助于提高能量密度。

围绕水性粘合剂多功能化的研究，马先果副教授小组从水性粘合剂的分子结构设计出发，设计制备了表面带有离子基团的三维异质结构水性粘合剂，实现了锂离子电池水性粘合剂的多功能性，兼顾粘接力和导电性。相关工作近期在能源与燃料综合类TOP期刊《Electrochimica Acta》上在线全文发表，影响因子5.116，贵州理工学院化学工程学院为第一署名单位。

此项研究得到了国家自然科学基金委员会青年项目与地区基金（51603049, 21766005）、贵州省自然科学基金（黔科合J字[2015]2059, [2015]2069）的大力支持。

全文详见：

Xianguo Ma, Shuliang Zou, Anjiang Tang, Lijun Chen, Zhenghua Deng, Bruno G. Pollet, Shan Ji,Three-dimensional hierarchical walnut kernel shape conducting polymer as water soluble binder for lithium-ion battery;Electrochimica Acta 269 (2018) 571-579; DOI:10.1016/j.electacta.2018.03.031. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001346861830519X