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锂离子电池电极黏结剂需要具备哪些要求及特性?

来源:锂离子电池 | 作者:友创伟业 | 发布时间: 2020-11-23 | 175 次浏览 | 分享到:
粘结剂是锂离子电池正负极的重要组成部分。锂离子电池中,由于使用电导率低的有机电解液,因而要求电极的面积大,而且电池装配采用卷式结构,电池的性能的提高不仅对电极材料提出了新的要求,而且对电极制造过程中使用的粘接剂也提出了新的要求。
 
锂离子电池电极黏结剂需要具备的要求和特性
 
电极黏结剂是锂离子电池中重要的辅助功能材料之一,对电极的生产工艺和电池的电化学性能有着重要的影响。除了一般的黏结剂所具有的黏接性能之外,锂离子电池电极黏结剂材料还需要能够耐受电解液的溶胀和腐蚀,以及承受充放电过程当中的电化学腐蚀作用,在电极的工作电压范围内保持稳定,因此可以用作锂电池电极黏结剂的聚合物材料并不多。
 
锂离子电池电极黏结剂需要具备的要求
 
1、具有良好的加工性能;

2、具有比较高的电子离子性能;
 
3、对电解液中的添加剂,如LiClO4、LiPF6等以及副产品LiOH、LiCO3等比较稳定;
 
4、在干燥和除水过程中加热到130~180℃情况下仍能保持相当高的热稳定性。
 
锂离子电池电极黏结剂需要具备的特性
 
1、保证活性物质制浆时的均匀性和安全性;
 
2、对活性物质颗粒间起到粘接作用;
 
3、将活性物质粘接在集流体上;
 
4、保持活性物质间以及和集流体间的粘接作用;
 
5、有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜。
 
随着国家对于环境保护和电池能量密度的要求不断提高,许多新型的黏结剂开始涌现。一方面,为了响应愈加严格的环保政策,黏结剂厂商正加紧研发可用于正极材料的水性黏结剂。而另一方面,为了进一步提高锂离子电池的能量密度,电池厂商也逐渐开始应用高镍正极材料和硅碳负极材料。
 
锂离子电池电极黏结剂虽然在电池中的比重较小,本身也不具有容量,但对电极浆料的匀浆过程、电极的最大涂布厚度、电极的柔韧性、电池的能量密度和循环寿命等方面有着重要的影响。但实际上理想黏结剂并不存在,各种特性不可兼得,实际中的黏结剂只能满足部分性能。因此实际应用中往往会在正负极中使用不同的黏结剂或者将多种黏结剂并用,以发挥各种黏结剂的特长。
  
随着电池行业的不断发展,粘结剂品类逐渐丰富,需要有相应的测试标准和性能标准,对粘结剂产品的可靠性、稳定性、可替换性做出规范,提高粘结剂性能数据的可对比性,从而有利于促进行业内交流,提高产品质量、提升企业竞争力。未来标准的制定还需要各大粘结剂厂商、电池厂商和标准化委员共同推进,提出能够得到行业认可的测试方法和性能指标。
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