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。
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。水性粘结剂质量保证
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。
高质量水性粘结剂原理对粘结强度的影响通过对高分子聚合物构造和分子量控制,可以对粘结剂在锂电池内部的延展性和强度进行控制。
水性粘结剂,隔膜
在锂离子电池中,隔膜是关键的内层组件之一,隔膜是锂电材料中技术壁垒比较高的一种高附加值材料,约占锂电池成本的15%。
隔膜的作用主要有两个方面:一方面起到分隔正、负极,防止短路的作用;另一方面,隔膜能够让锂离子通过,形成充放电回路。
隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及安全性能。隔膜越薄,孔隙率越高,电池内阻越小,高倍率放电性能越好,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
锂离子电池正负极材料的密度有很大的差别,不同粘接剂必须根据各种活性物质的密度、松装密度进行粘度调整(稀释或增稠),以保证活性物质在浆料中能稳定悬浮。锂离子电极活性物质的密度及其浸液的视密度,各种粘结剂溶液的粘度,粘结剂的不燃性反应出粘结剂的安全性能,一般不燃性用氧化**表示。
锂离子电池粘结剂分类
锂离子电池用粘结剂主要分为两类:(1)有机溶剂型粘结剂,采用有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为分散剂;(2)水性粘结剂,采用水作为分散剂。 水性粘结剂有良好的加工性能。
锂离子电池的发展趋势
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。近几年内,锂离子电池在大规模储能和电动汽车的应用难以快速增长,相关上市企业仍将面临发展困境。此外,受环境因素制约,部分铅酸电池企业将向锂电池业务转型也将成为发展趋势。
此外,由于预期短期内大型动力锂离子电池需求受限,电池和材料生产商放慢了产能扩张的步伐。2012年10月,LG化学称其在美国密歇根州的车用锂离子电池工厂将推迟开工。该工厂总投资3.03亿美元,其中1.5亿美元来自美国能源部,年产5-20万套锂离子电池组,原计划于2012年投入运营。2012年12月消息,三菱化学将冻结其对锂离子电池材料投资300亿日元的增产计划,至少将推迟到1-2年后实施,10月刚建成的中国电解液装置也将停工。
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。性能优良水性粘结剂诚信企业
水性粘结剂,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。水性粘结剂质量保证
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
水性粘结剂质量保证
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