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锂电池及其组装胶粘剂的性能特点

嘉峪检测网        2021-03-04 09:13

电极粘结剂是锂离子电池中重要的辅助功能材料之一,虽然本身没有容量,在电池中所占的比重也很小,但却是整个电极的力学性能的主要来源,对电极的生产工艺和电池的电化学性能有着重要的影响。锂离子电池粘结剂是一种高分子化合物,主要作用是连接电极活性物质、导电剂和电极集流体,使它们之间具有整体的连接性,从而减小电极的阻抗,同时使电极片具有良好的机械性能和可加工性能。

锂电池及其组装胶粘剂的使用说明

锂电池及其组装胶粘剂的使用说明

理想的锂离子电池电极粘结剂应该具有以下性能:

 

①良好的溶解性,溶解速度快,溶解度高;

 

②溶剂安全、环保、无毒,以水为溶剂最佳;

 

③分子量大,粘结剂用量小;

 

④粘度适中,便于匀浆和维持浆料稳定;

 

⑤粘接力强,制备的电极剥离强度大;

 

⑥电化学性质稳定,在工作电压内不发生氧化还原反应;

 

⑦耐电解液腐蚀;

 

⑧具有一定柔韧性,能耐受电极的弯曲和活性物质颗粒的体积变化;

 

⑨导电性和导锂离子能力好;

 

⑩来源广泛、成本低廉。

 

目前得到广泛应用的锂离子电池粘结剂主要有三大类:聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶(SBR)乳液和羧甲基纤维素(CMC),此外以聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯腈(PAN)和聚丙烯酸酯作为主要成分的水性粘结剂也占有一定市场。

 

PVDF是最先得到广泛应用的锂离子电池电极粘结剂,耐电化学腐蚀能力强,可应用于正极材料。但PVDF需要用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂,回收溶剂的成本高,会对环境产生一定污染,因此在电位相对较低的石墨负极中通常使用水性的SBR和CMC粘结剂。

 

常用的胶粘剂材料及性能特点如下表所示:

锂电池及其组装胶粘剂的使用说明

国内使用的PVDF粘结剂主要由欧日厂商提供,而水性黏结剂SBR和CMC则基本由日本厂商把持,具体厂商及其代表产品的牌号见下表:

锂电池及其组装胶粘剂的使用说明

锂电池及其组装胶粘剂的使用说明

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