鋰電池生產(chǎn)廠家解析鋰電池粘結(jié)劑的分類

來源：存能電氣  日期：2019-11-07 14:33  瀏覽量：次

　　鋰電池生產(chǎn)廠家解析鋰電池粘結(jié)劑的分類。鋰電池粘接劑一般都是高分子化合物，常用的有PVDF、PVA（聚乙烯醇）、PTFE（聚四氟乙烯）、CMC（羧甲基纖維素鈉）等，粘結(jié)劑在鋰電池中起到了將活性物質(zhì)與箔材、活性物質(zhì)與活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑之間粘結(jié)起來的作用，雖然用量很少，但其作用不可替代。

　　鋰電池粘結(jié)劑的分類

　　不論何時(shí)，在鋰電池內(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。

　　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，對提高粘結(jié)性能有積極的作用，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)性的影響因素主要有分子量大小、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，分子間作用力更大，粘結(jié)性更好。PVDF用作鋰電池粘結(jié)劑具有良好的性能，影響其使用的主要是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會產(chǎn)生較大溶脹，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作用，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作用，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，具有增稠的作用，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（—CF2—CF2），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)，還可以對抗由于電極充放電造成的膨脹和收縮，能夠改善鋰電池的放電性能和儲存壽命。

　　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。

　　鋰電池用粘結(jié)劑除了需要滿足粘結(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。

　　鋰電池專用粘結(jié)劑發(fā)展方向

　　鋰電池粘結(jié)劑的使用量也日益加大，目前國內(nèi)鋰電池專用粘結(jié)劑的品種少并且性能較差，高端鋰電池專用粘結(jié)劑幾乎全部依賴進(jìn)口，所以加大研發(fā)力度，進(jìn)行進(jìn)口替代技術(shù)與生產(chǎn)工藝的攻關(guān)有著非常重要的意義。

　　水基粘結(jié)劑具有無溶劑釋放、對環(huán)境友好、成本低、不燃、優(yōu)異的耐候性、成膜性、使用安全等優(yōu)點(diǎn)，成為粘合劑行業(yè)的重要發(fā)展方向。目前常用的水基型粘合劑有聚四氟乙烯乳液型、丁苯乳液型和水性聚丙烯酸脂型等。

　　隨著應(yīng)用端對鋰電池的要求和期望逐日提高，對于鋰電池水性粘結(jié)劑的未來發(fā)展方向，迫切的需要技術(shù)發(fā)展預(yù)測，并提前進(jìn)行技術(shù)儲備，開發(fā)也更注重技術(shù)革新來應(yīng)對未來鋰電池的需求。