鋰電池生產廠家解析鋰電池粘結劑的分類

來源：存能電氣  日期：2019-11-07 14:33  瀏覽量：次

　　鋰電池生產廠家解析鋰電池粘結劑的分類。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，粘結劑在鋰電池中起到了將活性物質與箔材、活性物質與活性物質之間、活性物質與導電劑之間粘結起來的作用，雖然用量很少，但其作用不可替代。

　　鋰電池粘結劑的分類

　　不論何時，在鋰電池內部有使用占比不到1~2%的電池粘結劑，扮演著重要的核心角色，且往往因為粘結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的聚合物材料，具有良好的化學穩定性和溫度特性，具有優良的機械性能和加工性，對提高粘結性能有積極的作用，被廣泛應用于鋰離子電池中，作為正負極粘結劑。

　　影響PVDF粘結性的影響因素主要有分子量大小、結晶度、PVDF改性、正極材料及導電劑種類等。PVDF分子量越大，粘結性越強，極片的剝離強度就越大。結晶度越高，分子鏈之間堆砌的更加緊密，分子間作用力更大，粘結性更好。PVDF用作鋰電池粘結劑具有良好的性能，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性，且具有導電性能。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粘結性更強，但是其在長時間的攪拌下容易破乳，從而結構破壞，降低其粘結性，一般情況下SBR選擇在攪拌后期加入。同時SBR分散效果并沒有CMC好，過多的SBR會產生較大溶脹，所以也不能完全用SBR作為粘結劑。

　　三、聚丙烯酸（PAA）及其鹽類粘結劑

　　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（-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的結合力，同時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具有良好的粘結性，能夠在電極基體中形成一種彈性的網狀結構，在這種結構中，活性物質不但彼此接觸良好，有利于電子的傳導，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，可以在碳負極材料表面形成氫鍵，具有較好的粘結性。

　　鋰電池用粘結劑除了需要滿足粘結性高之外，還要具有粘結后極片柔韌性好、在電解液中不溶解、致密性、化學和電化學穩定性以及易于電極涂覆，還要加上成本低、具有環保性等，想要滿足所有的特性是比較困難的，粘結劑還有很長一段路要走。

　　鋰電池專用粘結劑發展方向

　　鋰電池粘結劑的使用量也日益加大，目前國內鋰電池專用粘結劑的品種少并且性能較差，高端鋰電池專用粘結劑幾乎全部依賴進口，所以加大研發力度，進行進口替代技術與生產工藝的攻關有著非常重要的意義。

　　水基粘結劑具有無溶劑釋放、對環境友好、成本低、不燃、優異的耐候性、成膜性、使用安全等優點，成為粘合劑行業的重要發展方向。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劑的未來發展方向，迫切的需要技術發展預測，并提前進行技術儲備，開發也更注重技術革新來應對未來鋰電池的需求。