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锂电池粘结剂的性能分析

编辑:广州松柏化工有限公司时间:2021-04-08

  锂电池浆料是一种复杂的多相混合非牛顿流体。阳极浆料由活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂组成。目前面向市场的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。导电剂主要包括炭黑、碳纳米管、导电石墨等。电池粘合剂分为水基和油基粘合剂,相应的溶剂为水基去离子水和油基NMP溶剂。

  负极浆料由活性物质、导电剂、粘合剂、增稠剂、溶剂去离子水和其他多相物质混合而成。负极活性物质主要是石墨和硅碳负极,导电剂的种类与正极导电剂(碳黑、碳纳米管、VGCF等)相似。目前的水基胶粘剂如CMC、SBR、LA132等。对环境无污染,是市场上普遍选用的负性胶粘剂。当钛酸锂用作阴极材料时,一般选择油体系中的聚偏氟乙烯作为粘结剂,NMP作为溶剂。

  活性物质、导电剂、溶剂对金属电极没有附着力,不能制成制备锂电池的极片。电池粘结剂是浆料的重要组成部分,它将各种颗粒粘结在一起,形成粘性浆料,与金属箔紧密结合。良好的电池粘结剂不仅可以提高电池的能量密度,而且可以降低电池的内阻,对电池的电化学性能有重要影响。

  从极片加工的角度来看,电池粘结剂的性能要求主要包括以下几点:

  1.浆料的粘度可以长时间保持不变。不会因放置泥浆而沉淀和失效。

  2.能溶解形成高浓度溶液,所需汽化热低。

  3.容易成型,滚动时不会反弹。

  4.它是柔性的,当电极断裂时不会形成碎片。

  电池粘结剂不仅与锂电池的制造工艺有关,而且对锂电池的电化学性能有重要影响。从电池性能的角度来看,要求粘合剂具有以下特征:

  1.能够很好地保持生命物质的状态。

  2.与金属箔附着力好,不会因使用电解液和充放电而剥离金属箔。

  3.在宽电压范围内具有良好的电化学稳定性。

  4.它具有较高的熔点和较低的溶胀比。即使在高温下,粘合剂和活性物质的组合结构也需要保持稳定。电池粘结剂通常会溶胀,当溶胀超过一定程度时,会影响活性物质与集流体之间的导电性,从而导致电池容量下降,因此需要控制其溶胀速率。

  5.良好的离子传输和电子传导性。

电池级CMC

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