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电池粘结剂如何提升电池性能?

编辑:广州松柏化工有限公司时间:2020-11-10

  锂电池浆料是一个复杂的多相混合非牛顿型流体。负极浆料由活物质(石墨)、导电剂(炭黑、CNT、VGCF等)、电池粘结剂、增稠剂及溶剂去离子水等多相物质混合制成。

  正极浆料由活物质、导电剂、电池粘结剂及溶剂组成。活物质、导电剂、溶剂对金属电极没有粘附性,故无法做成极片用于制备锂电池。电池粘结剂是浆料中重要的组分,粘结剂将各种颗粒粘接在一起,形成了具有粘附性的浆料,将其与金属箔紧密粘接在一起。电池粘结剂一般用量仅有1%左右,但是在锂电池中却占有5%的作用,可谓是“小块头有大作用”。

  从极片加工角度对电池粘结剂的性能要求主要有以下几点:

  1.能够长时间维持浆料粘度保持不变。不会因为浆料放置导致其沉降,失效。

  2.可溶解形成高浓度溶液,所需的汽化热较低。

  3.碾压时容易成型且不会反弹。

  4.具有柔性,在电极破裂时不会形成碎片。

  电池粘结剂不仅关乎锂电池的制造工艺,而且对锂电池的电化学性能有着重要的影响,需要电池粘结剂具有这样的特点:

  1.能够很好的保持活物质的状态。

  2.与金属箔具有良好的粘结性,不会因为电解液和充放电使用而剥离金属箔。

  3.在较宽的电压范围内有良好的电化学稳定性。

  4.具有较高的熔点和较低的溶胀率。即使在高温下,粘结剂与活物质的组合结构也需要保持稳定。粘结剂通常会有溶胀现象,溶胀超出一定程度就会影响活性物质和集流体间的导电性,就会造成电池容量衰减,所以需要控制其溶胀率。

  5.具有良好的离子传输性和电子导电性。

  电池粘结剂可以分为水系粘结剂和油系粘结剂,常用的油系粘结剂有PVDF均聚物和共聚物,其主要以NMP(氮甲基吡咯烷酮)、DMF(氮二甲基酰胺)等作为其溶剂。在磷酸铁锂、NCM三元材料为正极材料的电池体系中,一般选用PVDF作为正极粘结剂。

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