锂电粘结剂性能对比

1、 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。加人最佳量的粘结剂，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

2、择一种合适的粘结剂非常重要。 90度直角板弯折至开始脱落 PVDF 明胶 SBR 次数 13 17 19 粘度的测试对比放电容量测试 从图上可以看出使用PVDF粘结剂的极片，容量衰减很快，达到最大容量后，立即开始衰减，说明随着循环次数的增加，电极材料逐渐与集流体脱落。而采用水性粘合剂的极片，循环性能明显好于PVDF，35次循环以后，容量还能保持稳定。 循环性能，化成厚度的测试对比 W1到W3是SBR系电池，P1到P3是PVDF系电池 从表一中可以看出，两种电池的容量保持率在前50周几乎没有差别，均在97左右；在100周时，SBR系电池的容量保持率为94左右，略低于PVDF系电池的95： 当循环

3、达到300周时，SBR系电池的容量保持率只有85左右，而PVDF系电池的容量保持率达到91，相差6个百分点。两种电池的循环容量保持能力都很优秀，但后者更为突出。 电压平台是指锂离子蓄电池以1 C 5A 恒流放电，从满电压(一般为42 V)状态放电到电压为36 V时的时间或容量。表一中的数据采用36 V平台率一即1 C 5A恒流放电至36 V时的时间或容量占C 5A恒流放电至30 V时的总时间或总容量的百分数。它反应了电池在36 V以上所能释放的能量，同时也在一定程度上反映了电池的大电流放电特性。相同容量的电池，电压平台越高，则电池的有效使用时间更长。从表一中可以看出，在第1周循环中SBR系电池

4、的36 V平台率为88 ，比PVDF系电池的89低1个百分点；到第300周时，PVDF系电池的36 V平台率仍达到85，而SBR系电池只有76 ，相差9个百分点。 电池的膨胀是由电极活性材料的结构特点所决定的，但是其大小则主要与电极活性材料的性质、粘结剂的性质以及电极制作工艺等因素有关。我们选用相同的电极活性材料和电极制作工艺，主要考察粘结剂的影响。从图1可以看出，SBR系电池的膨胀厚度较小，且分布较窄，在0.20.3 mm之间；而PVDF系电池的膨胀厚度较大，且分布较宽，在0.30.7mm之间。 内阻的测试 电池的内阻与电池的荷电状态有关。一般地，锂离子蓄电池的充电态内阻比放电态内阻小。从图

5、2中可以看出，SBR系电池和PVDF系电池的充电态内阻相当，均分布在3436 m 之间；两种电池的放电态内阻也都在37 m左右。由此可知，SBR粘结剂和PVDF粘结剂对电池内阻的影响没有显著差别。过充电性能的测试 电池编号电池性状描述W4电池壳体最高温度114 ，电池鼓肚， 未开裂、未起火、未爆炸。W5电池壳体最高温度82 ，电池鼓肚， 未开裂、未起火、未爆炸W6电池壳体是高温度108 ，电池鼓肚未开裂、未起火、未爆炸。P4电池壳温度升至100 时断路，126 时爆炸。P5电池在Il7 时爆炸，最高温度为134 。P6电池在9O 时爆炸，最高温度为149 。 注：W4W6为SBR系电池P4P6 为PVDF系电池 从表二、图三中可以看出，相同标称容量的两种电池以3 C 5A 倍率恒流过充电时，SBR系电池发生鼓肚，但没有爆炸、起火、破裂等现象发生，电池壳体的最高温度较低，在80120之间。电池充电到95 V后，能以该电压恒压充电，同时壳体温度从最高开始下降而PVDF系电