锂电池正负极材料粘接剂No.10002

锂电池正负极材料粘接剂

Author:Harrison

1.正极材料粘接剂PVDF

正极粘接剂90%为PVDF，也有部分水性粘接剂；

1.1 PVDF(Polyvinylidene Fluoride)理化性质

外观为半透明或白色的粉体或颗粒，分子间存在较强的氢键，含氧指数46%，不燃，结晶度65%-78%，密度1.17-1.79g/cm3,熔点173，热变形温度112-145℃，长期使用温度-40-150℃。

水溶性：不溶于水；

分子式：（-CH2-CF2-）n

CAS号：24937-79-9

1.2 含氟聚合物

PTFE聚四氟乙烯

PCTFE聚三氟氯乙烯

PVF聚氟乙烯

PVDF聚偏二氟乙烯

1.3 粘接剂

概念：由树脂加入一些特殊的助剂，经注塑或挤出等加工工艺得到的高分子聚合物。

作用：保证活性物质制浆时均匀和安全性，粘接作用，有利于形成SEI膜。

1.4 锂离子电池对粘接剂的要求

对活性物质有较好的黏性力，浆料长时间保持稳定

对箔材有较好的粘接性,粘接集流体

在宽电压范围内稳定性好，正极粘接剂在正极高压不被氧化，负极低压不被还原，极片辊压后不易反弹

高熔点，切片时不易碎裂

在电解液中不易溶胀且对电解液不发生发应，有较好的离子电导率

有良好的加工性能

有一定的耐中高温性200℃

环境友好，安全，成本优势

1.5 PVDF的性能

●PVDF浆料遇水析出

PVDF出现凝胶与分子结构、支链分布、接枝等；

PVDF不溶于水，NMP溶于水，因此PVDF溶于PVDF时可能因为PVDF吸附了空气中的水分或者是NMP有水分，因而产生了凝胶；

●PVDF颜色变化

一是高温烘烤的变黄趋势，氟离子的剥离

二是NMP中的游离氨增多，攻击C-F键，或者杂质、纯度、含碱量引起从无色到咖啡色的深浅变化；

1.6 粘接剂的结构与性能

相对分子质量：分子量低有较低的熔点粘度；分子量高有机溶剂中溶解性不高，熔点粘度都较高，粘附性能相对降低；

柔韧性：反应为分子链的运动的难易程度；

亲水性和耐碱性：非极性的取代基耐碱性和憎水性较强，极性基团则相反；

分子改性：接枝引入极性基团，改变其亲水性和耐碱性；

1.7 粘接理论

One.浸润理论

关键词：液体完全浸润固体表面；接触角

Two.机械理论

关键词：镶嵌、清洁表面、反应性表面、表面积增加

Three.吸附理论

关键词：分子间作用力氢键和范德华力，

Four.扩散理论（不适用锂电池）

关键词：分子扩散

Five.静电理论

关键词：形成静电引力

Six.弱边界层理论

关键词；界面被破坏

1.8 影响粘接强度的因素

(一)物理因素

表面粗糙度（接触角小于90度有利于浸润）、表面处理（弱边界层）、迁移、渗透、压力、胶层厚度、内应力（热应力和收缩）、高温、低温和深冷、湿气和浸水

(二)化学因素

极性、侧链和交联、PH值、溶剂和增塑剂、填料、结晶性、分解

1.9 PVDF的主要厂家及主要牌号

索尔维5130、吴羽株式会社7200、阿科玛HSV 900/1800/1810

2 负极粘接剂

负极粘接剂98%为SBR(丁苯乳液)，固含量49%-51%，极易溶于水和极性溶剂

3 其他常用粘接剂

●PVA(聚乙烯醇)：聚合度700-2000,；可与其他水溶性高聚物混溶，如淀粉、CMC

●PTFE:常用60%的乳液作为电极粘接剂

●CMC(羧甲基纤维素钠)

●聚烯烃

●聚氨酯

●氟化橡胶