水性粘结剂,对应高功率项目(HA100P)
主要特点
降低电芯阻抗、提高功率。
对炭素材料的分散性较好、可简化制浆工艺。
可替代CMC、也可配合SBR使用。
对应高容量项目(HA700)
主要特点
良好的粘结性、提高容量。
良好的凝集性和柔軟性、适用Si体系。
可溶于水或溶剤(NMP)、高粘度。
料組成:石墨(20μm)/导电剂/粘结剂/水=96/1/3/89.3(固形分53%、SBR:CMCは2:1)
浆料作製:使用遊星混練器进行多段階分散
涂布:涂布至100μm液厚→120℃烘干至60μm厚→滚压至40μm厚
水溶性粘结剂以丁苯(SBR)乳业粘结剂的使用较多,采用水作为分散剂。官方授权经销水性粘结剂产品的优势所在
电池中常用的粘结剂有:
(1)PVA(聚乙烯醇),PVA是一种亲水性高聚物白色粉末。PVA可与其他水溶性高聚物混溶,如与淀粉、CMC、海藻钠等都有较好的混溶性。
(2)聚四氟乙烯(PTFE),俗称“塑料王”,是一种白色粉末。PTFE电绝缘性能好,耐酸,耐碱,耐氧化。常用60%的PTFE乳液作电极粘结剂。
(3)羧甲基纤维素钠(CMC),为白色粉末,易溶于水,并形成透明的溶液,具有良好的分散能力和结合力,并有吸水和保持水分的能力。
(4)聚烯烃类(PP,PE以及其他的共聚物)。
(5)(PVDF/NMP)或其他的溶剂体系。
(6)粘接性能良好的改性SBR橡胶。
(7)氟化橡胶。
(8)聚胺酯。
新乡性能优良水性粘结剂锂电池粘结剂分为油溶性和水溶性两类。
不同粘结剂对电池性能的影响
对粘结强度的影响:通过对高分子聚合物构造和分子量的的控制,可以对粘结剂在锂电池内部的延展性(Strain)和强度(Stress)进行控制。通过粘结剂粒子表面官能团改性,能够影响到粘结剂在活性物中的分布位置(粘结剂有效聚集与活性物质接触部位)。面对不同活性物质可以通过分布影响并提高粘结强度。
粘结剂是有机化学品,悬浮于水中呈液态乳液状。添加在浆料中并涂布在极片上,为提升生产效率,一般会对烘干温度进行提升(传送速度快)来满足生产,温度高时水分的蒸发速度更快,因此悬浮的粘结剂会快速的迁移至极片表面,造成Cu界面粘结剂缺失,特别是在辊压时引起粘辊或脱粉,掉料等现象。
如果水性粘合剂在锂离子电池正极使用的常见问题及解决方案
正极浆料生产:检查正极浆料均匀性,如果浆料已经搅拌均匀,通过真空消泡或少量乙醇、正丁醇加低速搅拌消泡后,即可进入下一步涂布工序。
涂布:涂布设备的进料容器比较好配备有搅拌器,以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一。烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异,以三段温度设置为例,进料口的前段在80~90℃,中段设为60~70℃,尾段温度更低甚至可为常温。总体原则是前高后低,以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却,在出带口接近常温,使极带柔韧便于卷绕。 通过粘结剂粒子表面官能团改性,能够影响到粘结剂在活性物中的分布位置粘结剂有效聚集与活性物质接触部位。
锂离子电池中的特点是伴随充放电过程,锂在活性物质中的嵌入—脱出引起活性物质的膨胀—收缩(如石墨的层间距变化达到10%-11%),要求粘接剂对此能够起到缓冲作用。锂离子电池的电极在干燥过程中加热温度比较高可以达到200℃,粘接剂必须能够耐受这样高的温度。由此可见,粘接剂性能好坏对电池性能的影响很大,锂离子电池电极制备是采用涂布工艺,一般采用刮刀或辊涂布的方式,通过刀口间隙调节活性物质层的厚度。锂离子电池活性物质层的厚度很小,因此涂布刀口的间隙也很小,这样就要求在浆料中不能有大的团聚颗粒存在。制作电极需要经过辊压、分切、卷绕等一系列过程才能进入到电池壳体中,在这些过程中要求没有活性物质粉末脱落或片的脱落。
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。直销水性粘结剂质量保证
添加在浆料中并涂布在极片上,为提升生产效率,一般会对烘干温度进行提升(传送速度快)来满足生产。官方授权经销水性粘结剂产品的优势所在
水性粘结剂方面,与有机溶剂型粘合剂相比,水性粘合剂具备只挥发水汽、生产环境绿色、成本低、非易燃等优点,成为锂电关键材料的重要发展方向。
粘结剂市场趋势预计
由于粘结剂是锂离子电池生产中不可或缺的重要部分,因此其未来的市场前景主要受锂离子电池市场需求情况的影响。根据亚化咨询预计,未来几年内中国锂电池市场仍将保持30%的增幅,市场驱动力主要来自消费类电子产品和小型动力电池,包括笔记本电脑(含平板)、智能手机、电动自行车(主要在中国)等。因此,预计未来3-5年内国内粘结剂市场需求量将保持上涨趋势。另据日本富士研究所预计,未来几年全球粘结剂的年需求量增长速率都将超过15%,10年后预计市场总额将增长5倍,约合100亿人民币,而届时国内锂电池粘结剂需求量约占全球70%以上。
官方授权经销水性粘结剂产品的优势所在
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