锉离子电池水性粘结剂
锂离子电池常用的粘结剂的种类作用及性能
锂离子电池常用的粘结剂的种类作用及性能锂离子电池是一种常见的充电式电池,由于其高能量密度、轻量化等优势,在移动电子设备、电动汽车等领域得到广泛应用。
粘结剂是锂离子电池中重要的组分之一,主要用于固定电池正负极材料及电解质层,以提高电池的结构强度和电池性能。
下面将介绍锂离子电池中常用的粘结剂种类、作用及性能。
1.聚乙烯醇(PVA)聚乙烯醇是一种常用的粘结剂,其优点是成本低、水溶性好。
在锂离子电池中,PVA主要用于固定电极材料和电解质之间的粘结,可以提高电池的结构强度和耐高温性能。
2.聚乙烯酮(PVP)聚乙烯酮是一种高分子聚合物,可以作为锂离子电池的粘结剂。
它具有良好的粘结性能和高温稳定性,可以有效提高电池的充放电性能和循环寿命。
3.聚甲基丙烯酸酯(PMMA)聚甲基丙烯酸酯是一种高分子有机化合物,具有良好的粘结性能和热稳定性。
在锂离子电池中,PMMA主要用于固定电池正负极材料,可以提高电池的机械强度和抗振动性能。
4.聚偏氟乙烯(PVDF)聚偏氟乙烯是一种常用的粘结剂,其耐高温、耐腐蚀、电绝缘等性能使其在锂离子电池中表现出色。
PVDF可与电极材料有效结合,提高电池的结构强度和循环寿命。
5.纳米硅胶纳米硅胶是一种集合了硅胶和纳米技术的新型材料,具有较大的比表面积和孔隙结构。
在锂离子电池中,纳米硅胶可以作为粘结剂使用,与电极材料结合,增加电池的结构强度和电池的能量密度。
总的来说,锂离子电池常用的粘结剂种类包括聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚甲基丙烯酸酯、聚偏氟乙烯和纳米硅胶等。
不同的粘结剂具有不同的优点和适用场景,可以提高锂离子电池的结构强度、耐高温性能、循环寿命等方面的性能。
在锂离子电池的发展过程中,粘结剂的选择和性能优化将继续为电池的发展做出重要贡献。
锂离子电池常用的粘结剂的种类、作用及性能
锂离子电池常用的粘结剂的种类、作用及性能锂离子电池粘结剂一般都是高分子化合物,电池中常用的粘结剂有:(1)PV A(聚乙烯醇)PV A的分子式为卡CH2CHOH手JJ,聚合度”一般为700—2000,PV A是一种亲水性高聚物白色粉末,密度为1,24—1.34g•cm-3。
PV A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)PTFE俗称“塑料王”,是一种白色粉末,密度为2.1—2.3g•CITI+,热分解温度为415℃。
PTFE电绝缘性能好,耐酸,耐碱,耐氧化。
PTFE的分子式为卡CF2一CF2头。
,是由四氟乙烯聚合而成的。
nCF2=CF、2一卡CF2=CF2于。
常用60%的PTFE 乳液作电极粘结剂。
(3)羧甲基纤维素钠(CMC)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。
锂电池用粘接剂;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。
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)对电解液中的I.iClQ,I.iPP、6等以及副产物I.iOH,㈠2C03等稳定;(6)具有比较高的电子离子导电性;(7)用量少,价格低廉;以往的镍镉、镍氢电池,使用的电解液是水溶液体系,粘接剂可以使用PV A,CMC等水溶性高分子材料,或PTFE的水分散乳液。
]锂离子电池用PVDF粘结剂调研资料
]锂离子电池用PVDF粘结剂调研资料PVDF是一种聚偏氟乙烯材料,被广泛应用于锂离子电池中的粘结剂。
在锂离子电池制造过程中,PVDF粘结剂主要用于固定电池内部的正负极活性材料与电解质膜,同时也能提供电池的导电性和机械稳定性。
以下是与PVDF粘结剂相关的调研资料:1.PVDF粘结剂的特点:-耐高温性能:PVDF具有良好的热稳定性,可以在高温条件下长时间使用,不易发生分解或变形。
-耐化学腐蚀性:PVDF具有良好的耐酸碱性和耐盐水性,可以有效防止电池内部发生化学反应导致电池寿命的缩短。
-优良的粘接性和耐磨性:PVDF粘结剂能够有效地固定电池内部的活性材料和电解质膜,同时具有良好的耐磨性,能够保持电池的机械稳定性。
-优异的导电性能:PVDF具有较高的电导率,可以提供电池内部的良好导电性。
2.PVDF粘结剂在锂离子电池中的应用:-电池正负极活性材料的粘结:PVDF粘结剂能够将正负极活性材料牢固地粘结到电池电极上,确保电极的稳定性和高效率的锂离子传输。
-电解质膜的粘结:PVDF粘结剂能够将电解质膜牢固地固定在电池内部,保证电解质的稳定性和良好的离子传输性能。
-导电剂的粘结:PVDF粘结剂可以用于固定电池中的导电剂,保证电池内部的良好导电性。
-电池封装材料的粘结:PVDF粘结剂还可以用于电池封装材料的固定,确保电池的整体结构的稳定性。
3.PVDF粘结剂的制备方法:PVDF粘结剂可以通过溶液共混、熔融共混等方法制备。
其中,溶液共混是较为常用的一种制备方法,通常使用溶剂将PVDF溶解后与其他材料共混,然后通过溶剂的挥发或加热使PVDF重新沉淀出来,形成PVDF粘结剂。
4.PVDF粘结剂的市场应用和发展趋势:PVDF粘结剂在锂离子电池制造业中得到了广泛应用,因为它具有良好的耐温性、耐化学性和粘接性能,能够满足电池制造过程的要求。
随着锂离子电池市场的快速发展,对PVDF粘结剂的需求也在不断增加。
未来,PVDF粘结剂的研发重点将放在提高其导电性、机械强度和耐老化性能等方面,以满足高能量密度和高安全性的锂离子电池的需求。
MCMB_水性粘结剂体系锂离子电池负极制备工艺研究
文章编号:1001-8948(2006)04-0038-07M CM B水性粘结剂体系锂离子电池负极制备工艺研究郭雪飞1,王成扬1,张晓林1,王圆方2(1.天津大学化工学院 绿色合成与转化教育部重点实验室,天津 300072;2.天津市铁诚电池材料有限公司,天津 300110)摘要:在锂离子电池炭负极的制备中,粘结剂和导电炭黑用量、不同的碾压及封装条件都将影响电池的电化学性能。
通过循环伏安及恒电流充放电测量技术,研究了中间相炭微球(M C M B ) 水性粘结剂负极制备中上述因素的影响,发现水性粘结剂含量为2w t %(羰甲基纤维素钠∶丁苯橡胶=1∶1,质量比)、导电炭黑含量为3w t %、负极碾压压力为25M Pa 、封装压力50M Pa 时,M C M B 作为负极材料时表现出了较好的充放电性能,可逆放电容量达到了32013mA h g 。
且水性粘结剂工艺性能良好,可以考虑代替成本高且对环境有污染的有机粘结剂。
关键词:锂离子电池;水性粘结剂;炭黑;充放电性能;循环伏安法中图分类号: TM 91219 文献标识码: ASTUDY ON PREPARATI ON TECHNOLOG Y OF THE CATHOD EIN M C M B AQUEOUS B IND ER S Y STE M FORL ITH IU M I ON BATTERYGuo Xue 2fei 1,W ang Cheng 2yang 1,Zhang X iao 2lin 1,W ang Yuan 2fang2(1.Key labo rato ry fo r Green Chem ical T echno logy of State Educati on M in istry ,Schoo l ofChem ical Engineering &T echno logy ,T ian jin U n iversity ,T ian jin 300072;2.T ian jin T iecheng B attery M aterial Co .,L td .T ian jin 300110,Ch ina )Abstract :T he difference am oun t of the b inder and additive carbon b lack ,ro lling p ressu re of the cathode and encap su lati on p ressu re cou ld affect the p erfo rm ance of the lith ium i on batteries distinctly .T he influence of above facto rs in cathode p rep arati on of m eso -carbon m icrobeads (M C M B ) aqueou s b inder system on p er 2fo rm ances of lith ium i on battery w as investigated by m ean s of electrochem ical and cyclic vo ltamm etry m ea 2su rem en ts.T he electrochem ical m easu rem en ts show that M C M B cathode w ith 2w t %b inder ,3w t %additive carbon b lack ,25M Pa ro lling p ressu re and 50M Pa encap su lati on p ressu re ,has good p erfo rm ance of the charge and dischage ,its first reversib le discharge cap acity is 320.3mA h g .A t the sam e ti m e ,aqueou s b inder app lied in the batteries show s excellen t p erfo rm ance ,it cou ld be con sidered to rep lace the o rgan ic b inder w h ich is exp en sive and po llu tan t .Key words :lith ium i on batteries ;aqueou s b inder ;carbon b lack ;charge discharge cap acity ;cycle vo ltam 2m etry收稿日期:2006-08-28作者简介:郭雪飞(1981-),女,河北邯郸人,天津大学化学工艺研究生,研究方向:锂离子电池炭负极材料。
锂离子电池常用的粘结剂的种类作用及性能
锂离子电池常用的粘结剂的种类作用及性能
一、简介
锂离子电池粘结剂(Lithium-Ion Battery Adhesive)是指用于将锂离子电池的各种部件(电池芯、管芯、阴极板、阳极板、加热器等)粘合在一起,而且可以保证固定牢固以及防止因振动而产生损伤的一种粘结剂(adhesive)。
锂离子电池粘结剂(Lithium-Ion Battery Adhesive)具有优异的高分子特性,以及高的电学连接性能,可以保证高能量密度的锂离子电池的安全性,可以提高锂离子电池的可靠性,实现持久高性能,是锂离子电池的重要组成部分。
二、性能
1.耐温:锂离子电池粘结剂(Lithium-Ion Battery Adhesive)的耐热性或耐低温性是其关键性能之一,其耐热性或耐低温性取决于挥发溶剂类型、表面及形状、粘结体系的枝结构、粘结接触的表面力、以及粘结剂的构酯树脂的结构组成等,影响其导电行为和黏弹性能。
2.抗拉力:锂离子电池粘结剂(Lithium-Ion Battery Adhesive)的抗拉力特性是衡量粘结剂的性能的一个有效指标,其耐拉力以及拉伸强度的高低直接影响着电池的可靠性。
3.导电性:锂离子电池粘结剂(Lithium-Ion Battery Adhesive)的电导率是其关键性能之一,由于电池存在多层的结构,其导电性能要在不同结构层次得到有效的释放,以保证电池的稳定及安全性。
锂离子电池粘结剂种类
锂离子电池粘结剂种类一、引言锂离子电池是目前应用广泛的电池之一,其高能量密度和长周期寿命使其成为移动设备、电动车辆和储能系统的首选。
在锂离子电池的生产过程中,粘结剂是至关重要的材料之一。
本文将详细介绍锂离子电池粘结剂的种类及其特性。
二、传统粘结剂传统的锂离子电池粘结剂主要包括以下几种:1. PVDFPVDF(聚偏氟乙烯)是最常用的粘结剂之一。
它具有较高的化学稳定性和热稳定性,可保证电池在高温下的性能稳定性。
此外,PVDF还具有优异的耐溶剂性和电学性能,可以提供良好的粘结强度和电子传导性能。
2. CMCCMC(羧甲基纤维素)是一种非常有效的粘结剂。
具有出色的黏度控制能力和良好的分散性,可以增加正极材料的可塑性和流动性。
此外,CMC还具有较高的粘结强度和电子传导性能,可以提高锂离子电池的循环寿命和能量密度。
3. SBRSBR(丁苯橡胶)主要用于制备锂离子电池的负极材料。
它具有良好的粘结性和柔韧性,可以有效地固定负极材料颗粒,并提供良好的电子传导通路。
此外,SBR还具有优异的耐化学腐蚀性,可以增强电池的化学稳定性。
4. NMPNMP(N-甲基吡咯烷酮)是一种常用的溶剂,广泛应用于锂离子电池的制备过程中。
它具有良好的化学稳定性和高溶解度,可以有效地溶解PVDF等粘结剂和其他添加剂。
此外,NMP还具有较低的毒性和挥发性,对环境影响较小。
三、新型粘结剂的发展随着锂离子电池技术的不断进步,越来越多的新型粘结剂被开发出来,以满足不同应用场景的需求。
下面列举了一些最新的粘结剂:1. GelMAGelMA(明胶甲基丙烯酸酯)是一种生物可降解的粘结剂,具有良好的生物相容性和可调控的粘结性能。
它在生物医学领域具有广阔的应用前景,可以用于制备可植入式生物传感器和可降解的生物医学器械。
2. PEDOT:PSSPEDOT:PSS(聚(3,4-乙烷二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸)是一种具有良好导电性和柔韧性的粘结剂。
它可以有效地提高锂离子电池的导电性能和力学稳定性,具有很高的应用潜力。
锂离子电池常用的粘结剂的种类、作用及性能
锂离子电池常用的粘结剂的种类、作用及性能锂离子电池粘结剂一般都是高分子化合物,电池中常用的粘结剂有;(1)PV A(聚乙烯醇)PV A的分子式为卡CH2CHOH手JJ,聚合度”一般为700—2000,PV A是一种亲水性高聚物白色粉末,密度为1,24—1.34g•cm-3。
PV A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)PTFE俗称“塑料王”,是一种白色粉末,密度为2.1—2.3g•CITI+,热分解温度为415℃。
PTFE电绝缘性能好,耐酸,耐碱,耐氧化。
PTFE的分子式为卡CF2一CF2头。
,是由四氟乙烯聚合而成的。
nCF2=CF、2一卡CF2=CF2于。
常用60%的PTFE乳液作电极粘结剂。
(3)羧甲基纤维素钠(CMC)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。
锂电池用粘接剂;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。
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)对电解液中的I.iClQ,I.iPP、6等以及副产物I.iOH,㈠2C03等稳定;(6)具有比较高的电子离子导电性;(7)用量少,价格低廉;以往的镍镉、镍氢电池,使用的电解液是水溶液体系,粘接剂可以使用PV A,CMC等水溶性高分子材料,或PTFE的水分散乳液。
LiFePO4正极水性粘结剂的研究进展
Abstract: Lithium ion phosphate (LiFePO4) has been investigated as the mainstream cathode in lithium-ion power batteries because of its high safety, low cost and environment friendly. As an inactive but crucial component of the electrode, the binder has great impact on the electrochemical performances of lithium-ion batteries. In this paper, research progress of water soluble binders used in LiFePO4 cathode for lithium-ion batteries is reviewed, and the existing issues and potential challenges of present research are pointed out. Finally, the future development of water soluble binders is also prospected. Key words: lithium ion phosphate; cathode material; water soluble binder; lithium-ion battery; research progress
除了通过对 LiFePO4 活性材料本身进行改性优 化外,粘结剂作为锂离子电池的重要非活性成分,其 性能的优劣也直接影响电池的电化学性能。 粘结剂是用来将电极活性物质和导电剂粘附在 集流体上的高分子化合物。长期以来,在锂离子电 池工业的规模化生产中,主要采用聚偏氟乙烯 ( PVDF )作粘结剂、有机溶剂 N- 甲基吡咯烷酮 (NMP)等作分散剂。但由于 PVDF 存在自身的缺 点,如电子和离子导电性差,在电解液中有一定的 溶胀,且与金属锂、LixC6 在较高温度下发生放热反 应,存在较大的安全隐患[18]。此外,PVDF 的杨氏 模量相对较高,极片的柔韧性不够好,吸水后分子 量下降,粘性变差,因此,对环境的湿度要求比较 高,能耗大,生产成本高。同时 PVDF 使用的有机
LA133LA型水性粘合剂资料
A133——适用于各种正负极材料LA133水性粘合剂是丙烯腈多元共聚物的水分散液,具有良好的抗氧化和抗还原能力,适用于各种正负极材料(包括LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4正极材料、碳负极材料及活性炭)。
LA133较LA132具有更高的产品粘度,对粉体材料具有更好的悬浮能力。
LA133水性粘合剂粘度高,品质纯净,使用时无须添加增稠剂和有机溶剂,在有效降低材料成本的同时,有效避免锂离子电池生产中溶剂型粘合剂污染环境和安全性差等问题。
使用LA133水性粘合剂的锂离子电池具有较好的循环性能和倍率性能,电池极化小。
产品技术指标注意事项1、用加水量调节浆料稠度,防止涂布浆料的收边现象;2、搅拌过程形成的小气泡,可用真空消泡或加入少量乙醇或正丁醇消泡;3、建议负极极片中粘合剂含量2~5%,正极极片中粘合剂含量为1.5~4%(磷酸亚铁锂可适当增加粘合剂用量);4、极片烘干后,应待极片在空气中冷却后,再碾压、裁切及卷绕;5、电池注液前,充分干燥,以排除极片所吸附水分;6、保质期内,产品粘度随贮存时间的增加而有所增大,属正常现象。
LA水性粘合剂应用于负极工艺建议(仅供参考)发布日期:2014-02-14说明:由于锂离子电池电极的组成(配方)决定于电池的最终性能要求,具体的操作工艺与所用电极材料的物理与化学性能、电极浆料的组成、设备的状况、极片的厚度等密切相关。
所以,本资料不具有实际的指导意义,只可作为材料应用的参考文件,文中所列的事例仅作为粘合剂材料的性能测评,而非生产性实例。
LA水性粘合剂具有良好的机械稳定性,在线速度为18m/s下,长达10h以下的搅拌未出现破乳;适合的PH值范围为4-10,同时适用于普通和高粘度合浆工艺。
LA的热分解温度不低于220℃。
1 配方a、 C:Super-P:LA=96:1:3b、 C:Super-P:LA:CMC=96:1:2.5:0.5c、 C:LA=97 or 96:3.0 或 4.0d、 C:LA:CMC=97:2.5:0.5溶剂:水(去离子水、蒸馏水、纯净水);固含量:约40-50%。
锂电池胶粘剂产品标准
锂电池胶粘剂产品标准一、引言锂电池的正负极片需要使用粘结剂进行固定,而粘结剂可以分为有机粘结剂和水性粘结剂两种类型。
水性粘结剂因其环保、安全、低毒、易于加工等特点而受到广泛关注。
本文介绍了锂电池水性粘结剂常用的性能测试标准,以帮助锂电池生产企业对其材料的性能进行评估和优化。
二、测试项目及标准1. 干燥膜厚度干燥膜厚度是评估水性粘结剂的柔韧性和使用寿命的重要指标。
常用测试方法包括扫描电镜、光学显微镜等。
测试标准为GB/T 9264-2008《漆和清漆膜厚测量法》。
2. 附着力附着力是评估水性粘结剂与正负极片附着能力的重要指标。
一般采用横向撕裂试验或剥离试验等方法进行测试。
测试标准为GB/T 2792-1998《涂料及清漆膜附着力试验》。
3. 拉力拉力是评估水性粘结剂的强度和韧性的重要指标。
常用方法包括拉伸试验、剪切试验等。
测试标准为GB/T 528-2009《塑料拉伸试验方法》。
4. 剥离力剥离力是评估水性粘结剂与正负极片粘结强度的重要指标。
一般采用万能试验机进行测试。
测试标准为GB/T 6329-2006《铝箔粘合性能试验方法》。
5. 抗化学药品腐蚀性抗化学药品腐蚀性是评估水性粘结剂与电解液、正负极片等材料的兼容性和耐久性的重要指标。
常用测试方法包括浸泡试验、压缩试验等。
测试标准为GB/T 17622-2018《金属材料对化学药品腐蚀性的浸泡试验方法》。
三、总结锂电池水性粘结剂是锂电池生产中不可或缺的材料,而其中的性能则决定电池的质量和性能。
选用适合的测试方法,进行全面的水性粘结剂性能测试,可以帮助锂电池生产企业对其材料进行优化和改进,提升电池的质量和性能。
锂离子电池用水基粘结剂的研究进展
锂离子电池用水基粘结剂的研究进展郝连升;蔡宗平;李伟善【摘要】粘结剂是锂离子电池的重要组成部分,其性能的优劣直接影响电池的性能.水基粘结剂是近年来化学电源界关注的一个热点,将水基粘结剂引入到锂离子电池的极片涂布工艺中,可以使锂离子电池的生产过程绿色化,并降低生产成本.综述了水基粘结剂在锂离子电池电极制备中的应用,指出水基粘结剂制备的锂离子电池正负极片具有良好的电化学性能和广阔的应用前景,可以代替有机溶剂型粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)使用.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2010(034)003【总页数】4页(P303-306)【关键词】锂离子电池;电极片;聚偏氟乙烯;水基粘结剂【作者】郝连升;蔡宗平;李伟善【作者单位】华南师范大学,化学与环境学院,广东,广州,510006;华南师范大学,化学与环境学院,广东,广州,510006;华南师范大学,化学与环境学院,广东,广州,510006【正文语种】中文【中图分类】TM912.9锂离子电池自1990年实现商业化以来,以其特有的性能优势已经得到了广泛应用,与其它可充电电池相比,锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、自放电低等优点,已成为21世纪重要的新型能源之一。
但是由于环境污染和能源匮乏的压力,现有的锂离子电池电极制备工艺已不能满足现代社会对于绿色节能生产的要求。
目前,锂离子电池研究者们对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。
粘结剂是锂离子电池正负极的重要组成部分。
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,因此选择一种合适的粘结剂非常重要[1]。
锂离子电池负极配料LA系列水性粘合剂之应用工艺及注意事项
应用工艺一、应用工艺粘合剂的稀释1、粘合剂的稀释操作:先将全部或部分蒸馏水或去离子水加入搅拌桶中,再加入LA粘合剂,低速搅拌约3-5分钟,稀释粘合剂。
关键控制点:对于浆料的固含量和粘度还无法确定时,建议前期适当减少水的用量(即将固含量和粘度设置到相对较高位置),以便后期有调整地余地。
粘合剂的稀释应该尽可能的慢速搅拌,时间以不超过5分钟为宜,以免导致 气泡增加。
加入导电剂2、加入导电剂操作:将导电剂分2-3次缓缓加入搅拌桶,低速搅拌,充分润湿后改为高速搅拌10-20分钟(可观察到浆料由稠变稀的变化),分散导电剂。
待导电剂全部加入搅拌桶后,高速搅拌1-3小时,充分分散导电剂。
关键控制点:导电剂分散的时间因导电剂的用量和设备状况的差异而有所不同。
由于导电剂属于低极性、亲油性材料,须在高速搅拌下,才能在水相中充分分散。
加入活性物3、加入活性物操作:分2-3次将电极材料(钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂和炭负极材料)缓缓加 入搅拌桶,低速搅拌,充分润湿后改为高速搅拌10-30分钟(可观察到浆料由稠变稀的变化)。
电极材料全部加入搅拌桶后,高速搅拌4-6小时(具体时间因加入电极材料的用量和设备状况不同而有所差异)。
中速或低速或中低速相结合搅拌,同时抽真空2-4小时,排除浆料中的气泡。
采用刮涂法检测浆料的分散情况。
关键控制点:分散时间与电极材料的种类、用量和设备状况有关。
一般地:炭负极材料:高速搅拌时间约为4小时左右;钴酸锂、锰酸锂材料:高速搅拌时间约为5-6小时左右;磷酸亚铁锂材料,首次高速搅拌时间约为1-2小时左右,然后将浆料通过胶体磨后,转入洁净的搅拌桶,继续高速搅拌3-6小时左右。
浆料粘度较高时可能会出现“假凝胶”现象,可通过加水降低粘度消除。
由于LA系列水性粘合剂具有一定的表面活性,所以在制浆过程中会有气泡产生,所产生的气泡可以通过真空脱泡和过滤而得以出去,不影响涂布效果。
浆料分散程度检测时,应按照下列操作,以免在浆料中重新带入气泡: 停止搅拌——将搅拌桶压力回复至常压——取样检测。
水性聚氨酯基锂离子电池粘结剂的制备与性能
水性聚氨酯基锂离子电池粘结剂的制备与性能XIE Gong-shan;WANG Zhi-cheng;YUAN Ai-ning;BAO Jun-jie;HUANG Yi-ping;XU Ge-wen【摘要】以聚氧化丙烯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、三羟甲基丙烷聚乙二醇为主要原料制备水性聚氨酯(WPU),再以水性聚氨酯为粘结剂与磷酸铁锂(LiFePO4)和导电炭黑(SP)混合,得到正极膜片,通过循环、倍率等测试,研究以水性聚氨酯为粘结剂与以聚偏氟乙烯为粘结剂所组装的电池的电化学性能.研究表明,以水性聚氨酯为粘结剂按质量比m(LiFePO4):m(WPU):m(SP)=90:5:5调浆制备的正极膜所组装锂离子电池电化学性能最优,在0.2,1,2,3,5 C时,放电容量分别为162,131,105,90,69 mAh/g,以0.2 C倍率循环500次,容量保持率为78.8%.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2019(048)006【总页数】5页(P1317-1320,1325)【关键词】水性聚氨酯;锂离子电池;正极;粘结剂【作者】XIE Gong-shan;WANG Zhi-cheng;YUAN Ai-ning;BAO Jun-jie;HUANG Yi-ping;XU Ge-wen【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TQ15环保型锂离子电池广泛应用于便携式设备,被认为是电动汽车、混合动力电动汽车和智能电网的下一代动力源[1]。
锂离子电池电极主要材料是活性材料粉末、导电剂和聚合物粘结剂[2]。
粘结剂的性能对于电池的稳定性和循环倍率有非常大的影响。
目前,聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂被广泛用于商业电池,但存在价格昂贵、不易回收、需要使用挥发性有机溶剂进行加工等缺点[3]。
目前作为LiFePO4正极的水性粘结剂如聚丙烯酸(PAA)及其中和盐(PAALi,PAANa和PAAK)[4-5]、壳聚糖及其衍生物(CTS,CCTS和CN-CCTS)[6-7]、羧甲基纤维素锂或钠(CMCLi,CMCNa)[8]、丁苯橡胶(SBR)[9-10]和聚四氟乙烯(PTFE)[11-12]在电池性能方面都优于常规PVDF,电极的循环稳定性和电化学性能都有一定的改善,但是也都存在着一些不足,如CMCNa和PAA存在粘结强度不足、脆性大等问题,而壳聚糖的循环稳定性未能达到标准。
羧甲基纤维素钠 电池
羧甲基纤维素钠在电池领域的应用与优势
羧甲基纤维素钠(CMC)在电池领域的应用主要涉及粘结剂和增稠剂等方面。
CMC是一种线性高分子离子型纤维素醚,能够吸水膨胀,在水中溶胀时可以形成透明的粘稠胶液,具有中性的酸碱度表现。
在电池中,CMC作为一种重要的水性体系负极材料粘结剂,被国内外电池制造企业广泛采用。
CMC能够提高石墨与负极的粘合力,从而延长单元电池的使用寿命,此外还可以保证稳定的粘度和附着力,保证电极在工作电压范围内稳定工作。
因此,CMC被用作锂离子电池电极粘结剂的聚合物材料。
有研究还发现,使用高纯度锂电池负极浆料粘结剂羧甲基纤维素钠(CMC)对锂离子电池的性能有良好的影响。
在适当的添加量下,它可以显著提高电池的首次放电容量、倍率性能和循环性能。
CMC还可以作为增稠剂在电池中使用,可以增加电池电解质的粘度,从而提高电池的安全性能和使用寿命。
总的来说,羧甲基纤维素钠(CMC)在电池领域的应用广泛且效果良好。
水性粘合剂LA132在钴酸锂正极材料中的应用研究
锂离子电池是近20年来处于高速发展的一种新型高性能蓄电池,具有电压高、质量轻、比能量密度大、自放电小等许多优点,其应用范围涵盖了民用、国防和航空航天等领域[1]。
锂离子电池的电极是通过在用金属箔制成的集流体上涂布正/负极活性物质并干燥后制成的,这是锂离子蓄电池电极不同于其他电池电极的独特制造工艺,为了将集流体与电极活性物质粘在一起,要使用少量粘合剂。
目前,在锂离子电池的工业生产中,普遍采用含氟类聚合物作为电池正极材料的粘合剂,如聚偏氟乙烯(PVDF)等[2],并以有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为分散剂,辅以少量导电剂,得到有机体系的正极浆料。
有机体系的正极桨料涂布顺畅性低,极片难烘干;且根据面密度与浆料粘度,设置涂布的速度为1.0~2.0m/min, 合浆 → 涂布 → 分切 → 滚压 → 焊极耳 → 电芯 → 卷饶 → 包装 → 干燥 → 注液 → 封装 → 化成 → 真空封装 → 检验 → 入库图1锂离子电池制备工艺流程示意图单体电池电池1电池2电池3A材料111B材料1110.5CA材料98.4%99.1%98.9%B材料98.6%98.3%98.6%1CA材料97.4%97.3%96.9%B材料97.5%96.3%96.7%表2 放电性能与倍率的关系0.2C效率/%容量/mAh循环序号图3 A材料电池循环性能(电池1)12单体电池电池1电池2电池3活性物质质量/gA材料31.7631.2832.19B材料31.4032.3132.34A材料425541934269B材料419643664328中值电压/VA材料3.7943.7953.792B材料3.7873.7913.788表1 电池以0.2C充放电循环到第5次时放电容量及中值电压单体电池容量/mAh效率/%容量/mAh循环序号图4 B材料电池循环性能(电池1)图3和图4分别是A、B两种材料及水性粘合剂所制备的电池以0.5C充放电循环到第100次时的循环情况,图中的1线代表充放电效率,2线代表电池的容量。