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鋰離子電池粘結(jié)劑的分類介紹

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年11月03日  

不論何時(shí),在鋰離子電池內(nèi)部有使用占比不到1~2%的電池粘結(jié)劑,扮演著重要的核心角色,且往往因?yàn)檎辰Y(jié)劑高分子聚合物的某些特性為電池性能帶來意想不到的影響。


鋰離子電池.jpg


一、PVDF的性能


聚偏氟乙烯(PVDF)是一種具有高介電常數(shù)的聚合物材料,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和溫度特性,具有優(yōu)良的機(jī)械性能和加工性,對(duì)提高粘結(jié)性能有積極的用途,被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池中,作為正負(fù)極粘結(jié)劑。


影響PVDF粘結(jié)性的影響因素重要有分子量大小、結(jié)晶度、PVDF改性、正極材料及導(dǎo)電劑種類等。PVDF分子量越大,粘結(jié)性越強(qiáng),極片的剝離強(qiáng)度就越大。結(jié)晶度越高,分子鏈之間堆砌的更加緊密,分子間用途力更大,粘結(jié)性更好。PVDF用作鋰離子電池粘結(jié)劑具有良好的性能,影響其使用的重要是PVDF粉末在NMP溶劑中的溶解程度和水分影響。


二、CMC和SBR


CMC膠液與金屬箔有良好的粘結(jié)性,且具有導(dǎo)電性能。CMC膠液粘度會(huì)隨著溫度的升高而降低,容易吸潮,彈性較差。丁苯橡膠(SBR)是一種水性粘結(jié)劑,一種高分子材料具有良好的耐水和耐老化性能。


相對(duì)來說SBR粘結(jié)性更強(qiáng),但是其在長時(shí)間的攪拌下容易破乳,從而結(jié)構(gòu)破壞,降低其粘結(jié)性,一般情況下SBR選擇在攪拌后期加入。同時(shí)SBR分散效果并沒有CMC好,過多的SBR會(huì)出現(xiàn)較大溶脹,所以也不能完全用SBR作為粘結(jié)劑。


三、聚丙烯酸(PAA)及其鹽類粘結(jié)劑


聚丙烯酸是一種水溶性鏈狀聚合物,可以與許多金屬離子形成聚丙烯酸鹽,如聚丙烯酸及其鹽的分子鏈中同樣具有許多含氧基團(tuán)(-COOH),能夠與硅碳活性材料表面形成氫鍵用途,賦予活性顆粒與集流體之間較強(qiáng)的結(jié)合力,同時(shí)還具有緩解硅基材料體積膨脹的用途,還能夠改善電池的循環(huán)性能,提高電池的壽命聚丙烯酸鈉,聚丙烯酸鈉易溶于水,具有增稠的用途,可用于鋰離子電池料漿的增稠劑。


四、聚四氟乙烯(PTFE)類


PTFE單體的分子式是(CF2CF2),PTFE具有良好的粘結(jié)性,能夠在電極基體中形成一種彈性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)中,活性物質(zhì)不但彼此接觸良好,有利于電子的傳導(dǎo),還可以對(duì)抗由于電極充放電造成的膨脹和收縮,能夠改善鋰離子電池的放電性能和儲(chǔ)存壽命。


五、聚乙烯醇(PVA)


聚乙烯醇(PVA)是一種白色至微黃色固體或者粉末,是一種常見的水溶性高分子化合物,其分子鏈中含有大量的羥基,可以在碳負(fù)極材料表面形成氫鍵,具有較好的粘結(jié)性。


鋰離子電池用粘結(jié)劑除了要滿足粘結(jié)性高之外,還要具有粘結(jié)后極片柔韌性好、在電解液中不溶解、致密性、化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性以及易于電極涂覆,還要加上成本低、具有環(huán)保性等,想要滿足所有的特性是比較困難的,粘結(jié)劑還有很長一段路要走。


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