锂离子电池（LIBs）具有轻质便携、循环寿命长、环境友好等优点,广泛应用于电子产品、电动汽车、人工智能、规模储能等领域。但随着新兴技术的快速发展和人们对节能减排的强烈需求,在保证安全性的前提下提高LIB的能量密度迫在眉睫。硅（Si）在室温下具有超高的比容量（3579 m Ah/g）,是理想的负极材料之一。然而它在实际应用中仍面临许多挑战:Si在嵌脱锂过程中体积变化高达300%,易引起自身粉碎的同时可造成电极/电解质界面（SEI）膜的反复破裂再生、电极结构坍塌等一系列问题,继而导致电池形变、容量快速衰减,严重阻碍了其商业应用。粘结剂是解决上述问题最直接的途径之一,它能够通过物理缠结、化学键合等作用将电极各组分有效连接,保证电极的结构完整性。目前商用的负极粘结剂羧甲基纤维素钠（CMC）、丁苯橡胶（SBR）等仅与活性物质间形成较弱的作用力,难以适应Si剧烈的体积变化,不适用于高比容量硅基负极。本文通过逐步增加粘结剂与Si颗粒间的作用位点（线性—双螺旋）、作用方式（物理缠结+化学键合）、引入导电功能等策略,有效保障了电荷输运网络的完整性、抑制了循环过程中电极的体积变化,从而减少了SEI的破裂、再生,提高了硅基负极的电化学性能。主要研究成果如下:（1）将α-环糊精（α-CD）和草酸锂引入到线性结构海藻酸钠（Alg）中,构建了一种适用于Si/C负极的氢键网络调节型粘结剂。研究发现,α-CD或草酸锂加入Alg中可耗散分子内氢键,提高复合粘结剂的柔性,从而更好的承受嵌脱锂过程Si形变造成的应力。同时,α-CD的加入可有效降低电极与电解质间的表面能,草酸锂能够为电极提供额外的Li+并提高电极的锂离子扩散系数。通过优化α-CD和草酸锂的比例,Si/C@Alg-α-Li-1电极可实现机械与动力学性能的平衡,其在5 A/g、1.03 m Ah/cm~2下,比容量高达826.4 m Ah/g。（2）具有双螺旋结构的黄原胶（XG）与Si之间存在更丰富的作用位点,因而对Si的粘附力更强;同时为保障极片中电子通道的完整性,向粘结剂中引入导电聚合物（3,4-乙烯二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）,通过热交联的方式实现了两者的复合（c-XG-PEDOT:PSS）。研究发现,交联过程中XG双螺旋主链上的-OH可与PEDOT:PSS中部分-SO3H结合,赋予了c-XG-PEDOT:PSS密集强韧的三维交联网络结构及较好的导电能力,涂层与集流体的结合力也有显著提升,极片能够更好的承受电极嵌脱锂过程中的体积变化。此外,该粘结剂还有利于充放电过程中锂离子的扩散,提高了电极的反应动力学。由于粘结剂较好的电子导通性能,电极无需添加导电剂,且在电化学性能测试中首周库伦效率高达92.27%,在500 m A/g、2.1 m Ah/cm~2下,循环100周后容量仍保持在719.1 m Ah/g。同时,该粘结剂可有效抑制Si/C材料在嵌锂状态下与电解液的副反应,电池室温、55℃搁置1000小时均无显著自放电。（3）尽管XG与Si有丰富的结合位点,但其与集流体铜箔的作用力较弱,因此向XG中引入瓜豆胶（GG）,得到复合粘结剂X/G,提高了涂层对铜箔的粘附力。在此基础上,进一步结合X/G与PEDOT:PSS的优势,构建了适用于厚电极的导电粘结剂c-X/G-PEDOT:PSS。该粘结剂有助于形成稳定的电极/电解质界面,循环后的电极表面光滑平整,粘结剂网络结构清晰连续。且当Si/C材料占比为95 wt%、面容量高达4.1 m Ah/cm~2时,电极仍具有594 m Ah/g的高可逆容量,循环50周后未见明显衰减。此外,还采用冷冻干燥技术进一步提高电极面容量,制备出面容量高达6.67 m Ah/cm~2的Si/C厚电极,其循环100周后可逆容量仍保持在566.7 m Ah/g。（4）通过柔性GG和刚性的阴离子型聚丙烯酰胺APAM的相互作用,制备了一种刚柔并济的复合粘结剂用于纯硅负极。APAM上大量的羧基、酰胺基和GG上丰富的羟基提供了足够的活性位点,它们通过形成分子间氢键、静电相互作用和离子-偶极相互作用实现内部以及与Si颗粒之间的自组装,形成刚-柔结合的蹼状网络结构。结果表明,嵌锂后Si@A2G1电极的厚度变化仅为9%,且在脱锂之后基本可以恢复到原始状态。在高硅含量（80 wt%）、低粘结剂用量（10 wt%）及1.8 A/g的大电流密度、2.88 m Ah/cm~2的面容量下,Si@A2G1循环100周后比容量仍保持在2104.3 m Ah/g。此外,该电极在恒容1000 m Ah/g下可循环392周,远高于Si@APAM和Si@GG电极。同时,Si@A2G1还展现了优异的倍率性能,在10.8 A/g的超大电流密度下,仍能发挥出966 m Ah/g的可逆容量。总之,本文通过对粘结剂分子链构型（线性-双螺旋-三维网状）与力学强度的调控,逐步增加粘结剂与Si基负极的作用位点,并引入导电功能,实现了具有不同面容量、不同理论应变值Si基负极的稳定循环。粘结剂均为水溶性,且主要成分为天然高分子,环境友好,有望为下一步广泛应用奠定良好的理论与实践基础。