锂离子电池硅(Si)基负极材料的理论比容量(4 200 mAh/g)高、嵌脱锂平台较适宜,是一种理想的高容量负极材料。但是在充放电过程中，Si的体积变化达到300%以上，剧烈的体积变化所产生的内应力，容易导致电极粉化、剥落，影响循环稳定性。所以研发使用相应的粘结剂是影响电极结构稳定性的重要因素之一。

 

锂离子电池粘结剂根据分散介质的性质，可分为有机溶剂的油性粘结剂和以水为分散剂的水性粘结剂。

 

1、油性粘结剂中,PVDF的均聚物和共聚物应用得最为广泛。

 

(1) PVDF均聚物粘合剂

在锂离子电池的规模化生产中,普遍以PVDF作为粘结 剂，有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)等作为分散剂。PVDF 具备良好的粘性和电化学稳定性，但电子和离子导电性较 差，有机溶剂易挥发、易燃易爆且毒性大;而且PVDF只以弱范德华力与硅基负极材料相连，不能适应Si剧烈的体积变 化。

 

(2) PVDF改性粘结剂

为改善PVDF应用于硅基负极材料的电化学性能，有学 者提出共聚和热处理等改性方法。三元共聚物聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物[P(VDF- TFE-P)]可增强PVDF的机械性能和粘弹性。在300℃、氩气保护的条件下热处理，可提高PVDF的分散性和粘弹性。改性PVDF/Si电极以150 mA/g在0.17 ~ 0_ 90 V循环50次，比容量为600 mAh/g。PVDF/Si电极经改 性处理，循环性能虽然有所改善，但循环稳定性仍不理想。

 

2、水性粘结剂

相比于油性粘结剂，水性粘结剂环保、廉价且使用更安全，逐渐得到推广。目前研究较多的硅基负极材料粘结剂是羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酸(PAA)等水性粘结剂。

(1) 丁苯橡胶(SBR)/羧甲基纤维棄钠(CMC)粘结剂

SBR/CMC具有良好的粘弹性和分散性，已广泛用于石墨类负极的规模化生产中。研究发现，(SBR/CMC)/ Si电极可在1000mAh/g恒容量充放电循环(0 ~ 1.2 V)60 次，电化学性能优于PVDF/Si电极，但60次循环并不能充分 说明循环稳定性。

 

(2)CMC粘结剂

相比粘弹性较好的SBR/CMC和聚乙烯丙烯酸(PEAA)/ CMC,有人认为:缺乏弹性的CMC粘结剂更适用于硅基负极材料，因为CMC/Si 电极以 150 mA/g 在 0.17 ~0. 90 V循环70次，比容量为1 100 mAh/g,优于(SBR/ CMC)/Si 和 PVDF/Si电极。同时CMC/Si 电极的电化学性能优于(PEAA/CMC)/Si电极,原因是PEAA 易使炭黑团聚，影响电极的循环稳定性。