鋰電池正極粘結劑

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

2、對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，粘結劑的性能，如粘結力、柔韌性、耐堿性、親水性等，直接影響著電池的性能。加入最佳量的粘結劑，可以獲得較大的容量、較長的循環(huán)壽命和較低的內阻，這對提高電池的循環(huán)性能、快速充放力量以及降低電池的內壓等具有促進作用。因此選擇一種合適的粘結劑格外重要。1、粘接劑的作用及性能； (1)保證活性物質制漿時的均勻性和平安性； (2)對活性物質顆粒間起到粘接作用； (3)將活性物質粘接在集流體上； (4)保持活性物質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電性； (6)用量少，價格低廉；鋰離子電池中，由于使用電導率低的有機電解液，因而要求電極的面積大，而且電池裝配接受卷式結構，電池的性能的提高不僅對電極材料提出了新的要求，而且對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劑，甲基吡咯烷酮（NMP）做分散劑。下面對工業(yè)上常使用的PVDF做一下總結：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。它們在電化學性能、熱穩(wěn)定性，化學穩(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是一個由VF2單體，通過加聚反應合成的的聚合體。從結構上說，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，同時聚合物鏈上的交互基團能產(chǎn)生一個獨特的極性，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。最為重要的是電學穩(wěn)定性、純度、分子質量、熔點、溶解性和機械屬性。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，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)不會掉粉，溶解力量更強。Kynar761A，分子量50W左右。5130在配料，涂布時較好加工，但在裝配加工時，掉粉，反彈，等現(xiàn)象較900嚴峻一些。5130粘結劑粘結效果更好，箔材接觸較好，要提升能量密度的話，首推5130粘結劑。，所以900多用于鈷酸鋰、錳酸鋰、三元正極，5130多用于LFP。PVDF和其他基團共聚，粘度更高，但加工性能略差，其實PVDF的分子量越高其