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嘉峪檢測網 2021-03-04 09:13
電極粘結劑是鋰離子電池中重要的輔助功能材料之一,雖然本身沒有容量,在電池中所占的比重也很小,但卻是整個電極的力學性能的主要來源,對電極的生產工藝和電池的電化學性能有著重要的影響。鋰離子電池粘結劑是一種高分子化合物,主要作用是連接電極活性物質、導電劑和電極集流體,使它們之間具有整體的連接性,從而減小電極的阻抗,同時使電極片具有良好的機械性能和可加工性能。
理想的鋰離子電池電極粘結劑應該具有以下性能:
①良好的溶解性,溶解速度快,溶解度高;
②溶劑安全、環保、無毒,以水為溶劑最佳;
③分子量大,粘結劑用量小;
④粘度適中,便于勻漿和維持漿料穩定;
⑤粘接力強,制備的電極剝離強度大;
⑥電化學性質穩定,在工作電壓內不發生氧化還原反應;
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顆粒的體積變化;
⑨導電性和導鋰離子能力好;
⑩來源廣泛、成本低廉。
目前得到廣泛應用的鋰離子電池粘結劑主要有三大類: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劑也占有一定市場。
PVDF是最先得到廣泛應用的鋰離子電池電極粘結劑,耐電化學腐蝕能力強,可應用于正極材料。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,會對環境產生一定污染,因此在電位相對較低的石墨負極中通常使用水性的SBR和CMC粘結劑。
常用的膠粘劑材料及性能特點如下表所示:
國內使用的PVDF粘結劑主要由歐日廠商提供,而水性黏結劑SBR和CMC則基本由日本廠商把持,具體廠商及其代表產品的牌號見下表:
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