钜大LARGE | 点击量：5306次 | 2018年06月28日
锂电池水性粘结剂发展方向是什么？
20世纪50年代锂电池诞生至今，经历了多次的变革。不论何时，在锂电池内部有使用占比不到1~2%的电池粘结剂，扮演着重要的核心角色，且往往因为粘结剂高分子聚合物的某些特性为电池性能带来意想不到的影响。
随着应用端对锂电池的要求和期望逐日提高，对于锂电池水性粘结剂的未来发展方向，迫切的需要技术发展预测，并提前进行技术储备，开发也更注重技术革新来应对未来锂电池的需求。对此，JSR粘结剂开发与应用团队，对粘结剂聚合物高分子的特性，构造，分布等方面做了持续研究。
发挥弹性体/乳液技术能力，是实现锂离子电池对粘结剂需求应用的关键。从业界情况中看，一般对锂电池中粘结剂能力发挥有以下几点基本的应用需求。
-对活性物质与金属有极好的粘接力
-抗电解质化学稳定性
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
-浆料中胶体的稳定性
-良好的加工性能
而经过长期研究发现，水性粘结剂在满足上述锂电池的基本应用需求以外，还会直接影响到锂电池的性能发挥。影响范围包括粘结强度、迁移抑制(工艺速度)、内阻、膨胀抑制、循环特性。
对上述影响范围JSR长期研究得知，通过对对高分子特性与粒子设计能有效控制粘结剂对电池性能的影响。下文将详细论述。
对粘结强度的影响：通过对高分子聚合物构造和分子量的的控制，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。通过粘结剂粒子表面官能团改性，能够影响到粘结剂在活性物中的分布位置(粘结剂有效聚集与活性物质接触部位)。面对不同活性物质可以通过分布影响并提高粘结强度。
对迁移抑制的影响：粘结剂是有机化学品，悬浮于水中呈液态乳液状。添加在浆料中并涂布在极片上，为提升生产效率，一般会对烘干温度进行提升(传送速度快)来满足生产，温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，特别是在辊压时引起粘辊或脱粉，掉料等现象。
JSR聚合技术从TRD系列粘结剂产品开始，适应市场需求，从聚合手段对抑制迁移做出贡献。
对内阻的影响：粘结剂粒子在极片中干燥后，在电池中会吸收电解质溶胀，过大的溶胀会影响e-电子传递，造成内阻的上升。通过对高分子与电解质亲和度的控制，可对内阻上升起到一定的阻止作用。
对电池膨胀的影响：对粘结剂粒子表面单体成分控制，并进行表面改性，从而达到对活性物与金属有极好的粘接力，抗电解质化学稳定性，浆料中胶体的稳定性。加上对粘结剂本身的延展性(Strain)和强度(Stress)的控制，可达到抑制电极膨胀目的。
对循环性能的影响：粘结剂粒子的耐电解液特性提高，强度及弹性随时间变化减少，粘结力才能够得到长期保障。特别是在长期循环的情况下，越发能够体现对粘结剂弹性及耐久性的考验。
结语：锂离子电池的发展应用在不断的向高能量密度，高输出，适应更宽范围的温度需求。正极应用不断的从NMC向高Ni体系或者NCA体系发展，负极能力匹配需求对Si应用的需求越发迫切。
粘结剂的多方面因素对电极有直接的影响关系，另外，在快节奏的当下，愈发对快速充电(大倍率充电)的需求增加。上文所述的强度，内阻，迁移等均有影响活性物析锂的多重因素之一，对于今后的电芯企业发展应用会不断更替，JSR研发团队会站在开发的前沿继续开发未来发展方向的粘结剂。
