鋰電粘接劑作用性能分類及市場概況
一、鋰電池粘接劑簡介(鋰電粘結(jié)劑)
一、鋰電池粘接劑簡介(鋰電粘結(jié)劑)
1.鋰離子電池粘接劑是一種高分子化合物,是鋰離子電池電極片中的非活性成分,是制備鋰離子電池電極片必須使用的重要材料之一;
2.粘結(jié)劑的主要作用是連接電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和電極集流體,使它們之間具有整體的連接性,從而減少電極的阻抗,同時使電極片具有良好的機械性能和可加工性能,滿足實際生產(chǎn)的需要。
二、鋰電池粘接劑的作用:
1.粘接劑在鋰電池中用量極少,占鋰電池成本不到1%,但作用不可替代;
2.保證活性物質(zhì)制漿時的均勻性和安全性;
3.對活性物質(zhì)顆粒間起到粘接作用;
4.將活性物質(zhì)粘接到集流體上;
5.保持活性物質(zhì)間以及集流體間的粘接作用;
6.有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜;
7.提高電池的循環(huán)性能,快速充放能力,同時降低電池內(nèi)阻。
三、鋰電池粘接劑的性能要求:
1.電極粘接劑環(huán)境特殊,因此必須滿足特殊在的性能要求;
2.粘接性能好,抗拉強度高;
3.柔性好,楊氏模量低;
4.化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定好,在存儲和循環(huán)過程中不反應(yīng),不變質(zhì);
5.在電解液中不溶脹或溶脹系數(shù)小;
6.在槳料介質(zhì)中分散性好,有利于將活性物質(zhì)均勻地粘結(jié)在集流體上;
7.對電極中電子和離子在電極中傳導(dǎo)的影響小;
8.環(huán)境友好,使用安全,成本低廉;
四、鋰電池粘接劑的選擇:電極粘結(jié)劑不僅需要有效在粘接電極活性物質(zhì),導(dǎo)電劑和電極集流體,而且電極粘接劑長期處于非常特殊的環(huán)境下,優(yōu)良的粘接劑還必須能夠抵抗各種外在因素的影響。
1.粘接劑與電極材料一起長期浸泡在電解液中,需要粘接劑在電解液中保持形狀,結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的穩(wěn)定;
2.長期處在高電位(正極粘接劑)或低電位(負極粘結(jié)劑)條件下,正極粘結(jié)劑需要在高壓條件下不被氧化,負極粘接劑需要在低壓條件下不被還原;
3.許多貯鋰活性物質(zhì)在電池工作中不斷發(fā)生體積變化,其體積隨鋰離子的嵌入而增長,隨著鋰離子的脫出也減少,粘接劑必須具有足夠的柔韌性,以保證活性物質(zhì)在反復(fù)膨脹和收縮過程中不脫落,電極微粒間的結(jié)合不被破壞;
五、鋰電池粘接劑的分類:
1.按照粘結(jié)劑在電極中的分散情況可分為:點型,線型和體型3類;
2.按照分散介質(zhì)的性質(zhì)又可分為油性粘接劑與水性粘接劑;
A.油溶性粘接劑:
a.PVDF5130,分子量110萬,徑粒略大,純度高,用量省,涂布時易于加工,但裝配時易掉粉,粘性好,可提升電池能量密度;
b.HSV900,分子量100萬,粒子小純度高,溶解能力較強,加工性能好,循環(huán)不會掉粉;
B.水溶性粘接劑:
a.聚四氟乙烯(PTFE)乳液,固含量在60%左右,粘度可由加入非離子型表面活性劑及蒸留水調(diào)節(jié),具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性等;
b.丁苯(SBR)乳液,固含量為49%-51%,具有很高的粘結(jié)強度,極易溶于水和極性溶劑中,具有良好的機械穩(wěn)定性和可操作性;
c.水性聚苯烯酸酯(PAA)乳液,具有許多極性官能團大分子,具有很大的柔軟性,減小懸浮液粘稠度,增強電池容量.
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