有机溶剂型粘结剂方面,目前普遍采用聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂,PVDF是良好的粘结剂,但其电子和离子导电性差,而且采用PVDF作粘结剂的极片涂布工艺要求严格密封,能耗大。另外PVDF中含有氟,易与嵌锂石墨发生反应,导致电池性能下降。且PVDF的离子和电子的绝缘性增加电池内阻,影响其性能发挥。此外,与PVDF同时使用的分散剂一般为有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)。NMP具有分散性好的特点,但易挥发、毒性大,且易燃易爆。毒性有机溶剂的挥发严重污染环境,严重影响车间工作人员的身体健康。而且NMP成本高,回收费用大。
水性体系中电极界面阻抗要小于油性体系中的界面阻抗,并且水性粘结剂电池的内阻要小于油性粘结剂的内阻。重庆水性粘结剂代理商
粘结剂对放电容量的影响
不同粘结剂电池的放电曲线。放电电流为0.1C,充放电电压为2.2~3.8V。二条放电曲线的放电平台基本一致,放电平台为3.2V,水性和油性粘结剂体系的中LiFePO4的比容量分别为120和124mA·h/g。水性体系中LiFePO4的克容量要略低于油性体系中LiFePO4的比容量。这可能是LiFePO4的表面较粗糙,并且在水性体系中LiFePO4颗粒表面吸附的水分较难除,残留的部分水分和电解液发生反应,生成HF。
不同粘结剂体系LiFePO4电池的循环性能曲线,充放电电流为1/3C。循环200次以后,水系和油系粘结剂电池的容量保持率分别为93.2%和96.3%。由此可见,水性粘结剂体系中LiFePO4的循环性较差。因为在水性体系中,LiFePO4颗粒比较细小,且表面形貌不规则,易于吸附水分,不利于正极材料中水分的脱除。
上海水性粘结剂服务至上水性粘结剂具有良好的抗冻融性能,并且在高速剪切下不会破乳。
水性粘结剂,锂离子电池对隔膜的要求
(1)具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离;
(2)有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性;
(3)耐电解液腐蚀,电化学稳定性好;
(4)对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力;
(5)具有足够的力学性能,包括穿刺强度、拉伸强度等;
(6)空间稳定性和平整性好;
(7)热稳定性和自动关断保护性能好。
锂电池隔膜基体材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。隔膜所采用基体材料对隔膜力学性能以及与电解液的浸润度有直接的联系。国内锂电池厂家所采用的基体材料基本都是通过外购,自身研发实力不强。
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
应用小结(三个关键之处):1、导电剂充分分散,2、极片干燥与防止返潮,3、避免使用有强碱性物质溶出的活性材料。
负极片的制造则通常采用丁苯(SBR)胶乳水溶性材料作粘结剂,以水或去离子水作溶剂,羧甲基纤维素(CMC)为增稠剂。**初,负极搅拌使用的粘结剂也是PVDF等油系粘结剂,但是因为考虑到电池内极化严重,且水系更环保和性价比更高且能代替其粘结作用,故发展到现在负极选用水系粘结剂已经成为其主流方向。
SBR是应用较多的水性粘结剂,98%锂电负极粘结剂采用了SBR。
水性粘结剂
电极组成
•天然石墨/导电助剂/粘接剂*=96/1/3
•对电极Li半电池
电解液:1MLiPF6inEC/EMC=3/7(vol),VC=2wt%
充放电条件
充电(Lidoping)(CCCV)
CC:0.1C(約0.3mA)、0Vcut
CV:0V、0.02mAcut
放电(Liundoping)(CC)
CC:0.1C(約0.3mA)、1.5VCut
HA300(DevelopmentalGrade)
HA300isanaqueousandhomogeneousbinderwithadequateviscosity
Itisassumedtouseforanode
electrode.
Mainfeatures
不需要CMC这种增粘剂。
LowerresistanceandhigheradhesionincomparisonwithSBR/CMCsystematsamewt%.
水性粘结剂,面对不同活性物质可以通过分布影响并提高粘结强度。重庆原装进口水性粘结剂
SBR有很高的粘结强度以及良好的机械稳定性和可操作性,用在电池业作为粘结剂,粘结剂效果良好,质量稳定。重庆水性粘结剂代理商
为不同粘结剂电池循环200次以后的正极材料的X射线衍射图谱。从衍射图谱可以看出,经过200次循环以后,正极材料中除了LiFePO4的特征衍射峰以外,还出现了一定的杂质,这些杂质可能是导电碳黑以及锂盐等。水性和油性不同的是,水性粘结剂电池经过200次循环以后,LiFePO4的各条主要衍射都向右漂移,并且主要衍射峰的相对强度也发生了一定的变化。这都证明,在水性粘结剂体系中,经过200次循环,LiFePO4的结构发生了较大的变化,进而导致循环性能下降。而油性粘结剂电池经过200次循环,除出现一些杂相外,其各主要衍射峰的衍射角度及相对强度都未发生明显变化。这表明,经过200次循环以后,其橄榄石结构保持得较为完好,宏观表现为循环性能良好。重庆水性粘结剂代理商