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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2021-03-04 09:13
電極粘結(jié)劑是鋰離子電池中重要的輔助功能材料之一,雖然本身沒(méi)有容量,在電池中所占的比重也很小,但卻是整個(gè)電極的力學(xué)性能的主要來(lái)源,對(duì)電極的生產(chǎn)工藝和電池的電化學(xué)性能有著重要的影響。鋰離子電池粘結(jié)劑是一種高分子化合物,主要作用是連接電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和電極集流體,使它們之間具有整體的連接性,從而減小電極的阻抗,同時(shí)使電極片具有良好的機(jī)械性能和可加工性能。


理想的鋰離子電池電極粘結(jié)劑應(yīng)該具有以下性能:
①良好的溶解性,溶解速度快,溶解度高;
②溶劑安全、環(huán)保、無(wú)毒,以水為溶劑最佳;
③分子量大,粘結(jié)劑用量??;
④粘度適中,便于勻漿和維持漿料穩(wěn)定;
⑤粘接力強(qiáng),制備的電極剝離強(qiáng)度大;
⑥電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在工作電壓內(nèi)不發(fā)生氧化還原反應(yīng);
⑦耐電解液腐蝕;
⑧具有一定柔韌性,能耐受電極的彎曲和活性物質(zhì)顆粒的體積變化;
⑨導(dǎo)電性和導(dǎo)鋰離子能力好;
⑩來(lái)源廣泛、成本低廉。
目前得到廣泛應(yīng)用的鋰離子電池粘結(jié)劑主要有三大類(lèi):聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡膠(SBR)乳液和羧甲基纖維素(CMC),此外以聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯腈(PAN)和聚丙烯酸酯作為主要成分的水性粘結(jié)劑也占有一定市場(chǎng)。
PVDF是最先得到廣泛應(yīng)用的鋰離子電池電極粘結(jié)劑,耐電化學(xué)腐蝕能力強(qiáng),可應(yīng)用于正極材料。但PVDF需要用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑,回收溶劑的成本高,會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定污染,因此在電位相對(duì)較低的石墨負(fù)極中通常使用水性的SBR和CMC粘結(jié)劑。
常用的膠粘劑材料及性能特點(diǎn)如下表所示:

國(guó)內(nèi)使用的PVDF粘結(jié)劑主要由歐日廠商提供,而水性黏結(jié)劑SBR和CMC則基本由日本廠商把持,具體廠商及其代表產(chǎn)品的牌號(hào)見(jiàn)下表:


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