阐述硅基负极材料粘结剂的研究进展并对不同类型粘结剂进行优缺点对比

阐述硅基负极材料粘结剂的研究进展并对不同类型粘结剂进行优缺点对比硅(Si)基负极材料的理论比容量（4200 mAh/g)高、嵌脱锂平台较适宜,是一种理想的锂离子电池用高容量负极材料。

在充放电过程中，Si的体积变化达到300%以上，剧烈的体积变化所产生的内应力，容易导致电极粉化、剥落，影响循环稳定性。

在锂离子电池中，粘结剂是影响电极结构稳定性的重要因素之一。

根据分散介质的性质，锂离子电池粘结剂可分为以有机溶剂为分散剂的油性粘结剂和以水为分散剂的水性粘结剂。

刘欣等综述了髙容量负极用粘结剂的研究进展，认为聚偏氟乙烯(PVDF)改性粘结剂和水性粘结剂的应用，可使高容量负极电化学的性能得到提高，但没有针对硅基负极用粘结剂进行论述或比较。

本文作者就硅基负极材料粘结剂的研究进展进行了综述并对不同类型粘结剂的优缺进行了比较。

1、油性粘结剂
在油性粘结剂中,PVDF的均聚物和共聚物应用得最为广泛。

1.1 PVDF均聚物粘合剂
在锂离子电池的规模化生产中,普遍以PVDF作为粘结剂，有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)等作为分散剂。

PVDF 具备良好的粘性和电化学稳定性，但电子和离子导电性较差，有机溶剂易挥发、易燃易爆且毒性大;而且PVDF只以弱范德华力与硅基负极材料相连，不能适应Si剧烈的体积变化。

传统型PVDF并不适用于硅基负极材料[3 -5]。

1.2 PVDF改性粘结剂
为改善PVDF应用于硅基负极材料的电化学性能，有学者提出共聚和热处理等改性方法。

Z. H. Chen等发现:三元共聚物聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物[P(VDF- TFE-P)]可增强PVDF的机械性能和粘弹性。

J. Li等发现:在300℃、氩气保护的条件下热处理，可提高PVDF 的分散性和粘弹性。

改性PVDF/Si电极以150 mA/g在0.17 ~ 0_ 90 V循环50次，比容量为600 mAh/g。

PVDF/Si电极经改性处理，循环性能虽然有所改善，但循环稳定性仍不理。