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鋰離子電池電極黏結(jié)劑需要具備的要求和特性

來源:存能電氣  日期:2020-11-19 14:17  瀏覽量:

鋰離子電池電極黏結(jié)劑需要具備的要求和特性。粘結(jié)劑是鋰離子電池正負極的重要組成部分。鋰離子電池中,由于使用電導率低的有機電解液,因而要求電極的面積大,而且電池裝配采用卷式結(jié)構(gòu),電池的性能的提高不僅對電極材料提出了新的要求,而且對電極制造過程中使用的粘接劑也提出了新的要求。

鋰離子電池電極黏結(jié)劑需要具備的要求和特性

電極黏結(jié)劑是鋰離子電池中重要的輔助功能材料之一,對電極的生產(chǎn)工藝和電池的電化學性能有著重要的影響。除了一般的黏結(jié)劑所具有的黏接性能之外,鋰離子電池電極黏結(jié)劑材料還需要能夠耐受電解液的溶脹和腐蝕,以及承受充放電過程當中的電化學腐蝕作用,在電極的工作電壓范圍內(nèi)保持穩(wěn)定,因此可以用作鋰電池電極黏結(jié)劑的聚合物材料并不多。

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鋰離子電池電極黏結(jié)劑需要具備的要求

①具有良好的加工性能;

②具有比較高的電子離子性能;

③對電解液中的添加劑,如LiClO4、LiPF6等以及副產(chǎn)品LiOH、LiCO3等比較穩(wěn)定;

④在干燥和除水過程中加熱到130~180℃情況下仍能保持相當高的熱穩(wěn)定性。

鋰離子電池電極黏結(jié)劑需要具備的特性

1.保證活性物質(zhì)制漿時的均勻性和安全性;

2.對活性物質(zhì)顆粒間起到粘接作用;

3.將活性物質(zhì)粘接在集流體上;

4.保持活性物質(zhì)間以及和集流體間的粘接作用;

5.有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜。

隨著國家對于環(huán)境保護和電池能量密度的要求不斷提高,許多新型的黏結(jié)劑開始涌現(xiàn)。一方面,為了響應(yīng)愈加嚴格的環(huán)保政策,黏結(jié)劑廠商正加緊研發(fā)可用于正極材料的水性黏結(jié)劑。而另一方面,為了進一步提高鋰離子電池的能量密度,電池廠商也逐漸開始應(yīng)用高鎳正極材料和硅碳負極材料。

鋰離子電池電極黏結(jié)劑雖然在電池中的比重較小,本身也不具有容量,但對電極漿料的勻漿過程、電極的最大涂布厚度、電極的柔韌性、電池的能量密度和循環(huán)壽命等方面有著重要的影響。但實際上理想黏結(jié)劑并不存在,各種特性不可兼得,實際中的黏結(jié)劑只能滿足部分性能。因此實際應(yīng)用中往往會在正負極中使用不同的黏結(jié)劑或者將多種黏結(jié)劑并用,以發(fā)揮各種黏結(jié)劑的特長。

隨著電池行業(yè)的不斷發(fā)展,粘結(jié)劑品類逐漸豐富,需要有相應(yīng)的測試標準和性能標準,對粘結(jié)劑產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性、可替換性做出規(guī)范,提高粘結(jié)劑性能數(shù)據(jù)的可對比性,從而有利于促進行業(yè)內(nèi)交流,提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升企業(yè)競爭力。未來標準的制定還需要各大粘結(jié)劑廠商、電池廠商和標準化委員共同推進,提出能夠得到行業(yè)認可的測試方法和性能指標。

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