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锂电池正极粘结剂

发表时间:2013-07-18      浏览次数:91

锂离子电池由于具有比能量高,工作电压高,质量轻、自放电小、循环寿命长,贮存寿命长、放电性能稳定,无记忆效应、环境污染小等一系列突出优点,目前已广泛应用于手机,笔记本电脑等新型便携式通信、电子产品上。目前,研究者们对锂离子蓄电池材料的研究主要集中在正极材料、负极材料、电解液以及隔膜等方面,而对电池中的辅助材料(如导电剂、粘结剂、分散剂等)的研究较少。在电极中,粘结剂是用来将电极活性物质粘附在集流体上的高分子化合物。它的主要作用是粘结和保持活性物质,增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触,更好地稳定极片的结构,对于在充放电过程中体积会膨胀、收缩的锂离子电池正负极来说,要求粘结剂对此能够起到一定的缓冲作用。


选择一种合适的锂离子电池粘结剂,要求其欧姆电阻要小,在电解液中性能稳定,不膨胀、不松散、不脱粉。一般而言,粘结剂的性能,如粘结力、柔韧性、耐碱性、亲水性等,直接影响着电池的性能。加入最佳量的粘结剂,可以获得较大的容量、较长的循环寿命和较低的内阻,这对提高电池的循环性能、快速充放能力以及降低电池的内压等具有促进作用。因此选择一种合适的粘结剂非常重要。


1、粘接剂的作用及性能;         

(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。 

   

2、对粘接剂的性能要求;         

(1)在干燥和除水过程中加热到130—180~C情况下能保持热稳定性;         
(2)能被有机电解液所润湿;         
(3)具有良好的加工性能;         
(4)不易燃烧;                  
(5)具有比较高的电子离子导电性;         

(6)用量少,价格低廉;


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。目前,工业上普遍采用聚偏氟乙烯(PVDF)作锂离子电池粘结剂,N—甲基吡咯烷酮(NMP)做分散剂。