锂电池粘合剂是怎样分类的?
来源:宝鄂实业
2019-11-17 22:20
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锂电池粘合剂的分类
在任何时候,都有一种占锂电池不到1-2%的电池粘结剂,它起着重要的核心作用,由于粘结剂聚合物的某些特性,往往会对电池性能产生意想不到的影响。
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1. PVDF的性能
聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种具有高介电常数、良好的化学稳定性和温度特性、优异的机械性能和加工性能的高分子材料,对提高键合性能具有积极的作用。它作为正极和负极结合剂广泛应用于锂离子电池中。
影响PVDF结合力的主要因素有分子量、结晶度、PVDF改性、阳极材料、导电剂等。PVDF分子量越大,键合越强,极片的剥离强度越大。结晶度越高,分子链间的堆积越紧密,分子间作用力越大,键合越好。PVDF作为锂电池的粘结剂具有良好的性能,影响其使用的主要因素是PVDF粉末在NMP溶剂中的溶解程度和水的影响。
CMC和SBR
CMC胶液与金属箔具有良好的附着力和导电性能。CMC胶粘度随温度升高而降低,易吸潮,弹性差。丁苯橡胶(SBR)是一种水性粘合剂,是一种耐水、耐老化的高分子材料。
相比之下,SBR具有较强的附着力,但在长时间的搅拌下容易发生破乳,导致结构受损,附着力降低。一般在搅拌后期加入SBR。同时,SBR的分散效果不如CMC。太多的SBR会产生较大的溶胀,所以SBR不能完全作为粘结剂使用。
聚丙烯酸(PAA)及其盐粘合剂
聚丙烯酸是一种水溶性聚合物链,能与许多金属离子形成聚丙烯酸盐,如聚丙烯酸及其盐的分子链也有大量的含氧组(羧基)组,形成氢键与硅碳活性物质表面,给予强烈的流体粒子之间的结合力和收集活动,但也有缓解的作用硅基材料体积膨胀,还可以提高电池的循环性能,提高电池寿命的聚丙烯酸钠,聚丙烯酸钠溶于水,具有增稠的功能,可用于锂离子电池浆料增稠剂。
聚四氟乙烯(PTFE)类
是聚四氟乙烯单体的公式(- CF2 CF2)、聚四氟乙烯有良好的凝聚力,能够在电极基板上形成一种弹性的网状结构,在这种结构中,活性物质相互接触很好,不仅有利于电子的传输,还可以对抗由于扩张和收缩引起的充电和放电时,电极可以提高锂离子电池的放电性能和存储的生活。
五、聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇(PVA)是一种白色到微黄色的固体或粉末,是一种常见的水溶性高分子化合物。其分子链中含有大量的羟基,可在碳负极材料表面形成氢键,具有良好的附着力。
锂电池与粘结剂除了需要满足高键,而且具有良好的粘结片后的灵活性,不溶于电解液、密实度、化学和电化学稳定性,且易于电极涂层,加上成本低,环保,等,以满足所有的特性是困难的,粘结剂有很长的路要走。
锂电池粘结剂的发展方向
锂电池粘结剂的使用也越来越多,目前国内锂电池专用粘结剂品种很少,表现不佳,高端锂电池专用粘结剂几乎全部依靠进口,因此研究和开发工作,增加进口替代技术和生产工艺的研究具有非常重要的意义。
水性粘合剂具有无溶剂释放、环保、成本低、不燃烧、耐候性好、成膜安全等优点。它已成为胶粘剂行业的一个重要发展方向。目前常用的水性胶粘剂有聚四氟乙烯乳液、丁苯乳液和水性聚丙烯酸酯。
随着锂电池应用终端的要求和期望日益提高,对于未来锂电池水性粘结剂的发展方向,迫切需要技术发展的预测,以及