鋰電池正極粘結(jié)劑

1、鋰離子電池由于具有比能量高，工作電壓高，質(zhì)量輕、自放電小、循環(huán)壽命長，貯存壽命長、放電性能穩(wěn)定，無記憶效應(yīng)、環(huán)境污染小等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于手機(jī)，筆記本電腦等新型便攜式通信、電子產(chǎn)品上。目前，爭辯者們對(duì)鋰離子蓄電池材料的爭辯主要集中在正極材料、負(fù)極材料、電解液以及隔膜等方面，而對(duì)電池中的幫助材料（如導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、分散劑等）的爭辯較少。在電極中，粘結(jié)劑是用來將電極活性物質(zhì)粘附在集流體上的高分子化合物。它的主要作用是粘結(jié)和保持活性物質(zhì)，增加電極活性材料與導(dǎo)電劑以及活性材料與集流體之間的電子接觸，更好地穩(wěn)定極片的結(jié)構(gòu)，對(duì)于在充放電過程中體積會(huì)膨脹、收縮的鋰離子電池正負(fù)極來說，要求粘結(jié)劑

2、對(duì)此能夠起到肯定的緩沖作用。選擇一種合適的鋰離子電池粘結(jié)劑，要求其歐姆電阻要小，在電解液中性能穩(wěn)定，不膨脹、不松散、不脫粉。一般而言，粘結(jié)劑的性能，如粘結(jié)力、柔韌性、耐堿性、親水性等，直接影響著電池的性能。加入最佳量的粘結(jié)劑，可以獲得較大的容量、較長的循環(huán)壽命和較低的內(nèi)阻，這對(duì)提高電池的循環(huán)性能、快速充放力量以及降低電池的內(nèi)壓等具有促進(jìn)作用。因此選擇一種合適的粘結(jié)劑格外重要。1、粘接劑的作用及性能； (1)保證活性物質(zhì)制漿時(shí)的均勻性和平安性； (2)對(duì)活性物質(zhì)顆粒間起到粘接作用； (3)將活性物質(zhì)粘接在集流體上； (4)保持活性物質(zhì)間以及和集流體間的粘接作用； (5)有利于在碳材料(石墨)表面

3、上形成SEI膜。 2、對(duì)粘接劑的性能要求； (1)在干燥和除水過程中加熱到130180C狀況下能保持熱穩(wěn)定性； (2)能被有機(jī)電解液所潤濕； (3)具有良好的加工性能； (4)不易燃燒； (5)具有比較高的電子離子導(dǎo)電性； (6)用量少，價(jià)格低廉；鋰離子電池中，由于使用電導(dǎo)率低的有機(jī)電解液，因而要求電極的面積大，而且電池裝配接受卷式結(jié)構(gòu)，電池的性能的提高不僅對(duì)電極材料提出了新的要求，而且對(duì)電極制造過程中使用的粘接劑也提出了新的要求。目前，工業(yè)上普遍接受聚偏氟乙烯（PVDF）作鋰離子電池的粘結(jié)劑，甲基吡咯烷酮（NMP）做分散劑。下面對(duì)工業(yè)上常使用的PVDF做一下總結(jié)：聚偏二氟乙烯（PVDF），V

4、F2的均聚物和聚偏二氟乙烯共聚物，VF2（偏二氟乙烯）/HFP（六氟丙烯）的共聚物在鋰離子電池系統(tǒng)中已經(jīng)被廣泛接受作為粘接劑的材料。它們?cè)陔娀瘜W(xué)性能、熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性以及其生產(chǎn)工藝的簡潔程度是其它聚合物粘接劑所無法比擬的。PVDF是一個(gè)由VF2單體，通過加聚反應(yīng)合成的的聚合體。從結(jié)構(gòu)上說，它由CH2鍵和CF2鍵相間連接的。該聚合物既具有典型的含氟聚合物的穩(wěn)定性，同時(shí)聚合物鏈上的交互基團(tuán)能產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)特的極性，該極性影響著聚合物的溶解度以及與鋰離子、活性材料和金屬集流器之間的相互作用力。最為重要的是電學(xué)穩(wěn)定性、純度、分子質(zhì)量、熔點(diǎn)、溶解性和機(jī)械屬性。經(jīng)常用的PVDF有5130，HSV900，k

5、ynar761A。PVDF5130是懸浮混合的，分子量為110萬，5130粒徑略大，100微米，加入了極性官能團(tuán)，黏性更優(yōu)，用量較省，純度更好。HSV900是乳液聚合的，分子量為100萬，徑粒更小，30微米，是純PVDF，所以加工性能好，循環(huán)不會(huì)掉粉，溶解力量更強(qiáng)。Kynar761A，分子量50W左右。5130在配料，涂布時(shí)較好加工，但在裝配加工時(shí)，掉粉，反彈，等現(xiàn)象較900嚴(yán)峻一些。5130粘結(jié)劑粘結(jié)效果更好，箔材接觸較好，要提升能量密度的話，首推5130粘結(jié)劑。，所以900多用于鈷酸鋰、錳酸鋰、三元正極，5130多用于LFP。PVDF和其他基團(tuán)共聚，粘度更高，但加工性能略差，其實(shí)PVDF的分子量越高其