登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图1.PVDF的分子排列结构
PVDF根据分子链和分子量的大小可以分为多种,例如7200/5100/9100/9300等。市场上PVDF有粉体和胶液两种类型产品,为了降低成本,大多数厂家选择购买PVDF粉体打胶后投入使用,或者直接投入制浆工艺。影响PVDF粘结性的影响因素主要有分子量大小、结晶度、PVDF改性、正极材料及导电剂种类等。PVDF分子量越大,粘结性越强,极片的剥离强度就越大。结晶度越高,分子链之间堆砌的更加紧密,分子间作用力更大,粘结性更好。PVDF用作锂电池粘结剂具有良好的性能,影响其使用的主要是PVDF粉末在NMP溶剂中的溶解程度和水分影响。
PVDF高分子材料在溶剂中的溶解主要受结晶度、粉末粒径、分子量大小、极性以及溶解温度的影响。结晶度越高,溶剂就很难渗透进溶质分子,溶解缓慢;粒径越大,PVDF溶解越慢;分子量越大,PVDF的溶解度越小,相同浓度的胶液粘度就越高;一定范围内,温度越高越有利于粉末的溶解,不过高于70℃的溶解温度可能造成PVDF的降解。除了PVDF粉末的溶解外,对于NMP溶剂的水分要特别控制,NMP吸水程度要比正极活物质、导电剂等材料吸水严重。NMP内部游离氨的存在、吸水后浆料pH值升高,碱性基团会攻击相邻的C-F、C-H键,PVDF很容易发生双分子消去反应,会在分子链上形成一部分的碳碳双键:
图2.双分子消去反应
共轭双键数量升高会导致浆料粘度升高,严重时会产生凝胶像果冻一样,无法进行正常涂布。
二、CMC和SBR的性能
最初,负极搅拌使用的粘结剂也是PVDF等油系粘结剂,但是因为考虑到电池内极化严重,且水系更环保且能代替其粘结作用,故发展到现在负极选用水系粘结剂已经成为其主流方向。水性粘结剂有着与油性粘结剂一样甚至更好的性能,选择合适的用量,会使电池性能得到提高,而且由于其更安全,更环保,成本更低等优点,成为二次锂离子电池粘结剂研究的趋势和热点。
羟甲基纤维素钠(CMC)是一种钠盐。CMC是一种离子型线性高分子物质,纯品为白色或微黄色的纤维状粉末,无毒、无味,易溶于冷热水和极性溶剂中成为透明粘稠性溶液,在制作电极浆料的时候加入CMC,能提高浆料粘度和防止浆料沉淀。CMC胶液与金属箔有良好的粘结性,且具有导电性能。CMC胶液粘度会随着温度的升高而降低,容易吸潮,弹性较差。丁苯橡胶(SBR)是一种水性粘结剂,一种高分子材料具有良好的耐水和耐老化性能。
图3.CMC分子结构
相对来说SBR粘结性更强,但是其在长时间的搅拌下容易破乳,从而结构破坏,降低其粘结性,一般情况下SBR选择在搅拌后期加入。同时SBR分散效果并没有CMC好,过多的SBR会产生较大溶胀,所以也不能完全用SBR作为粘结剂。CMC对于负极石墨的分散能够起到很好的作用。CMC在水溶液中会分解出钠离子和阴离子,随着CMC量增加,其分解产物将附着在石墨颗粒表面,石墨颗粒之间由于静电作用力而相互排斥,达到很好分散效果。但是CMC也有比较致命的缺点,CMC是呈脆性的,如果全部选用CMC作为粘结剂,极片在压片、分切过程中石墨负极出现坍塌会出现严重的掉粉情况。同时,CMC受电极材料配比、pH值的影响较大,充放电时极片可能会龟裂,直接影响电池的安全性。
三、聚丙烯酸(PAA)及其盐类粘结剂
聚丙烯酸是一种水溶性链状聚合物,可以与许多金属离子形成聚丙烯酸盐,如聚丙烯酸及其盐的分子链中同样具有许多含氧基团(-COOH),能够与硅碳活性材料表面形成氢键作用,赋予活性颗粒与集流体之间较强的结合力,同时还具有缓解硅基材料体积膨胀的作用,还能够改善电池的循环性能,提高电池的寿命聚丙烯酸钠,聚丙烯酸钠易溶于水,具有增稠的作用,可用于锂离子电池料浆的增稠剂。目前有研究表明羧基含量更高的PAA比CMC-Na更适用于硅基负极材料。PAA不仅可与Si形成强氢键作用,而且能在Si表面形成比CMC-Na更均匀的类似SEI膜的包覆层,抑制电解液的分解,在Si电极材料方面的电化学性能优于CMC-Na、PVA和PVDF。PAA作为石墨负极的粘结剂时,可以在石墨电极表面形成一种膜,阻止石墨片层状剥落的过程中溶剂化锂离子的嵌入。
图4.PAA分子结构单元
四、聚四氟乙烯(PTFE)类
PTFE单体的分子式是(—CF2—CF2),PTFE具有良好的粘结性,能够在电极基体中形成一种弹性的网状结构,在这种结构中,活性物质不但彼此接触良好,有利于电子的传导,还可以对抗由于电极充放电造成的膨胀和收缩,能够改善锂电池的放电性能和储存寿命。PTFE在生产工艺是比PVDF简单,储存方法上要求也比较低,成本上比PVDF要低,且对环境友好。
图5.PTFE分子结构
在部分研究中发现,PTFE会增加电极的电阻,降低电极可逆性,从而降低电极的电位和放电容量。所以PTFE的用量要根据电极体系来决定。
五、聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇(PVA)是一种白色至微黄色固体或者粉末,是一种常见的水溶性高分子化合物,其分子链中含有大量的羟基,可以在碳负极材料表面形成氢键,具有较好的粘结性。其外型可分为絮状、颗粒状、粉状三种,是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物。水溶液粘度随聚合度增大而增大,成膜后的强度和耐溶剂性提高。耐光性好,不受光照影响。缺点是其水溶液在贮存时,有时会出现毒变。
图6.PVA分子结构单元
六、其它粘结剂
虽然目前研究使用中的粘结剂种类有很多,但是每种粘结剂的适用浆料体系、优缺点都各有不同。商业化锂电池的粘结剂并非单一组分粘结剂,目前常用的办法是对粘结剂进行改性,以优化其各项性能。改性的方法包括共混改性法、共聚改性法、研发新型粘结剂体系以及其它改性方法。
LA132/LA133水性粘结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。此种粘结剂综合性能较好,使用时不需要添加增稠剂和有机溶剂,能够有效降低成本和对环境的污染。与PVDF粘结剂相比,LA132的溶胀性更小,可以防止锂电池使用过程中活物质的脱落。不过,在使用过程中需要注意调整浆料的粘度,涂布过程中极片的烘烤温度不能过高,否则容易出现卷边或涂层龟裂的现象。
LEE等使用两种水性粘结剂,聚丙烯酸丁脂(PBA)和聚丙烯腈(PA)作为正极材料为钴酸锂的锂离子电池粘结剂时,发现粘结剂可以提高柔韧性和改善循环稳定性。
除了以上例子外,还有很多类型的改性粘结剂。锂电池用粘结剂除了需要满足粘结性高之外,还要具有粘结后极片柔韧性好、在电解液中不溶解、致密性、化学和电化学稳定性以及易于电极涂覆,还要加上成本低、具有环保性等,想要满足所有的特性是比较困难的,粘结剂还有很长一段路要走。
参考文献:
[1]PVDF粘结剂在锂离子电池中的应用.
[2]硅碳负极材料及其粘结剂研究进展.姬迎亮
[3]Electrochemical properties of carbon-coated Si/B composite anode for lithium ion batteries.
[4]水性粘合剂LA132在钴酸锂正极材料中的应用研究.周建银.
[5]A novel and efficient water-based composite binder for LiCoO2 Cathodes in lithium-ion batteries.Lee Jyhtsung.
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
据德国媒体“BneIntelliNews”报道,5月28日,玻利维亚位于NorLipez的法院裁定立即暂停玻利维亚国家锂业公司与中国和俄罗斯公司的锂矿特许权交易,禁止开展与协议相关的任何行政或运营活动,直至司法程序终结。这一决定导致去年玻利维亚国家锂业公司与宁德时代子公司香港CBC和俄罗斯UraniumOne集团签署
北极星储能网获悉,6月4日,冠盛股份在其投资者活动中透露,公司的半固态磷酸铁锂电池主要面向储能客户,在安全性上较传统液态电池有显著提升,如通过针刺、挤压、碰撞等实验后不燃烧、不爆炸等,针对一些对安全性要求高的特定场景,如与人直接接触的储能场景等,能获得一定的溢价空间。在循环寿命方面
“绿电直连”11类应用场景测算(来源:微信公众号“孙小兵”作者:孙小兵)2025年6月4日2025年5月,国家发展改革委、国家能源局印发了《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号)(以下简称“650号文”)。作者结合近期在零碳园区策划上的实践和思考,对绿电直连专线缴纳输
景春梅金爱伟谢笑梅(中国国际经济交流中心课题组)2024年12月召开的中央经济工作会议指出,要“综合整治‘内卷式’”竞争。近两年来,我国光伏制造业阶段性供需失衡,“量增价减”问题加剧,出现“内卷式”竞争。光伏制造业是我国培育的重要新质生产力,长期看仍有较大发展空间。在推动光伏制造业重回
作者:彭鹏1王成东2陈满1王青松2雷旗开1金凯强2单位:1.南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室引用本文:彭鹏,王成东,陈满,等.某钛酸锂电池储能电站热失控致灾危害评价[J].储能科学与技术,2025,14(4):1617-1630.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1006本
136号文出台后,新能源全电量推向市场,不再全电量收购,不再做政策保障下的“巨婴”。这会给作为“新能源稳定器”的新型储能带来什么?近期举办的第十三届储能国际峰会暨展览会上,一场圆桌论坛汇聚了来自储能制造、储能运营、电网企业、高等院校的代表对该问题的思想碰撞。短期利空,长期利好,机遇
北极星储能网获悉,近日,升容科技年产2000吨锂电池正极补锂剂项目投产仪式在常德经开区举行,该项目系湖南省首条量产锂电池正极补锂剂全自动化生产线。湖南升容科技有限公司是一家新能源科技创新企业,主要从事锂电池正极补锂剂及高容量正极材料的研发制造。正极补锂剂用于提高锂电池的循环使用寿命、
北极星储能网获悉,6月3日消息,福建省科学技术厅等四部门关于组织申报2025年高校产学研联合创新项目的通知,新材料方向包括,锂离子电池、燃料电池等关键材料及工程化技术;电池梯级利用与绿色回收技术;乏燃料后处理技术;先进锂离子电池、动力锂离子电池凝胶聚合物电解质、高离子电导率和高稳定的无
5月29日17时06分,江苏吴中区太湖街道雷山路与东太湖路交叉口处往西60米一货车运载的磷酸锂电池组起火。消防员立刻同步调派叉车转移起火电池组至安全区域,结合锂电池起火的特殊性最终决定使用“围堰淹没处置战法”快速控制火情,有效避免次生灾害。约半小时后,火势已被控制,一小时后明火已完全扑灭
北极星储能网获悉,6月3日,1批汽车用钠离子动力电池组,经福州海关所属宁德海关关员现场实施危包使用鉴定合格,并取得危险货物包装使用鉴定证书后顺利出口。据悉,这是全国首批钠离子汽车动力电池出口。钠离子电池是一种新型二次电池,其工作原理与锂离子电池类似,通过钠离子在正负极间的往复移动实
北极星储能网获悉,6月4日,远东股份披露关于子公司中标项目的提示性公告。宣布2025年5月份,公司收到子公司中标/签约千万元以上合同订单合计为人民币419,389.38万元。其中,远东储能技术有限公司中标工商业储能项目,远东电池江苏有限公司中标户用储能项目,江西远东锂电有限公司中标锂电池项目。具体
北极星储能网获悉,6月4日,中科电气发布公告称,拟通过公司控股子公司湖南中科星城石墨有限公司(以下简称“湖南中科星城”,公司持有其99.9984375%股权)的全资子公司中科星城(香港)控股有限公司(以下简称“中科星城香港”)投资设立阿曼项目公司实施年产20万吨锂离子电池负极材料一体化基地项目
这场“蛇吞象”式重组,是滨海能源连续五年亏损后的“生死一搏”。近日,滨海能源公告,拟通过发行股份方式收购关联方沧州旭阳化工有限公司(以下简称“沧州旭阳”)100%股权,标的资产预估达145.8亿元,约为滨海能源总资产的11倍。若交易顺利完成,公司将从负极材料单一业务转型为“负极材料#x2B;尼龙
在能源转型与技术革新的浪潮中,远航锦锂顺应行业发展需求,凭借深厚的技术积累与创新实力,推出循环再生系列电芯。这一系列创新产品不仅性能卓越,更为可再生能源的高效利用与广泛应用提供了全新的解决方案,有望引领新能源行业迈向更加绿色、高效、智能的新纪元。远航锦锂与上下游开展深度的技术合作
近日,云南省发展改革委依托省级重大项目清单,建立2025年云南省重点民间投资项目库,共纳入382个项目,总投资3456.62亿元,覆盖能源工业、能源以外工业、农业、文化旅游、数字经济、商贸物流、交通、社会事业、生态环保等行业领域。其中包含新安硅材料(瑞丽)有限公司1-4#炉余热综合利用发电项目、临
北极星储能网获悉,5月28日,海目星在投资者互动平台上表示,公司深度参与的固态电池技术路线采用氧化物固态电解质和金属锂负极材料,能量密度达450Wh/kg以上,显著高于当前量产的半固态产品,并通过了针刺、高温、低温等极端环境测试,安全性性能得到认证。目前,该固态电池已经运用于亿航智能的载人
5月28日,河南省人民政府办公厅关于印发河南省临港产业发展规划(2025—2035年)的通知(豫政办〔2025〕26号)。其中提到,重点发展电力装备、农业机械、工程机械、医疗器械、船舶制造等产业,提高自主设计、制造和系统集成能力,打造先进装备产业集群。扩大特高压输电成套装备、换流阀等产业优势,做
5月20日,《美国化学会会刊》刊发了一则论文显示,中国科研领域在全固态电池失效机制研究方面取得重要突破。中国科学院金属研究所联合加州大学尔湾分校组成的团队,首次在纳米尺度揭示了无机固态电解质中的软短路—硬短路转变机制及其背后的析锂动力学,破解了固态电池短路难题。来源丨北极星电池网受
北极星储能网获悉,5月22日晚间,天铁科技发布公告,公司当日与深圳欣界能源科技有限公司(以下简称“欣界能源”)签署《战略合作框架协议》,旨在固态电池锂金属负极材料供应、研发、生产等方面全方位开展战略合作,实现双方优势互补,拓宽双方合作领域、提高合作层面,实现合作共赢。根据协议,双方
北极星储能网获悉,5月20日,美国商务部宣布了对从中国进口的活性负极材料反补贴调查的初步裁决,决定对合成和天然石墨负极材料征收高达721%的反补贴关税!这一政策的执行,或许将对美国电动汽车和储能系统装机产生重大影响,而美国特斯拉将成为最大受害者。一旦负极材料价格大幅上涨,特斯拉将再次失
近日,江苏省张家港保税区管理委员会就天齐锂业新能源材料(苏州)有限公司年产26000吨电池级碳酸锂项目环评进行公示,标志着项目迎来新进展。项目由天齐锂业全资子公司——天齐锂业新能源材料(苏州)有限公司进行建设,选址江苏省苏州市张家港保税区扬子江国际化学工业园。目前,该主要项目为年产3万
北极星储能网获悉,5月16日,位于湖南省长沙市宁乡经开区,举行2025湖南-粤港澳大湾区经贸交流会新能源产业链“校友回湘”专场活动,宁乡经开区在会上作产业推介。从立园之初,宁乡经开区就选择以先进储能材料产业作为产业主攻方向,目前已形成“东有宁德,西有宁乡”的双宁格局,产业规模占湖南省53
近日,日本瑞翁株式会社(ZeonCorporation)在其官方网站发布公告,宣布公司于2024年1月5日,在以电池用材料的生产销售公司中国深圳好电科技有限公司(简称:好电科技)及董事长王键为被告提起的民事诉讼中,于2025年5月7日,中国深圳市中级人民法院作出了公司胜诉的一审判决((2024)粤03民初3308号
全固态电池,因其超高比能、本征安全的优势,成为了突破传统液态电池技术桎梏、开启可持续能源高效运用的“金钥匙”,高能数造(西安)技术有限公司自创立伊始,便以“让电池更高能·让产品更高能”为使命,致力于开发先进的固态电池与干法电极产线整体制造解决方案,以前瞻的战略眼光和深厚的技术底蕴
北极星储能网获悉,4月22日,安徽省先进光伏和新型储能产业集群建设领导小组办公室发布《关于征集先进光伏和新型储能领域专家库的通知》。其中明确要求,应具有高级以上专业技术职称,或具有丰富的相关工作经历和管理经验,专业造诣较深,熟知其所在专业或者行业的国内外情况及相关法律、法规、政策和
作者:王钦1张艳岗1梁君飞1王华2单位:1.中北大学能源与动力工程学院;2.北京航空航天大学化学学院引用:王钦,张艳岗,梁君飞,等.硅基固态电池的界面失效挑战与应对策略[J].储能科学与技术,2025,14(2):570-582.WANGQin,ZHANGYangang,LIANGJunfei,etal.Challengesandstrategiesforinterfacefailuresinsil
北极星储能网获悉,3月28日,市值95亿元的A股上市公司云图控股发布公告,公司拟在广西贵港覃塘产业园区投资建设云图智领绿色化工新能源材料项目,已与当地政府签署合作协议书,公告显示,该项目总投资约159亿元人民币,分三期建设。其中一期、二期总投资约70亿元,主要建设复合肥生产装置等。三期规划
北极星储能网获悉,3月21日,日播时尚公告,拟通过发行股份及支付现金的方式购买远宇投资等10名交易对方持有的茵地乐71%股权,对应交易价格为14.2亿元,其中,股份对价11.61亿元,现金对价2.59亿元。本次交易完成后茵地乐将成为公司控股子公司。同时,日播时尚将向控股股东梁丰及其控制的上海阔元发行
2025年初,干法电极技术领域传来两则最新动态,均指向这项被视为下一代电池制造关键的技术正在加速走向商业化。1月初,广东国立科技控股有限公司宣布,计划投资约30亿元人民币,分三期建设干法电极固态电池产业项目。尽管相关技术路线、应用场景等具体信息尚未明确,但该规划产能代表着国内干法电极量
2024年接近尾声,电池新能源产业延续增长态势,近年来各行各业都瞄准这块大蛋糕,进军电池新能源赛道,那么跨界后的公司究竟过得怎么样了?在产业内卷及洗牌加剧下,跨界入局的公司又有哪些新变化?走进来,海阔天空?12月18日,威尔泰公告筹划重大资产重组,公司拟向上海紫竹科技产业投资有限公司以现
固态电解质膜能否独立成为锂电新环节?产业化面临哪些关键挑战?11月以来,隔膜企业星源材质接连宣布两项在“固态电解质膜”领域的重要合作;同一月份,电池企业太蓝新能源推出“无隔膜”固态电池技术。如何理解这两个概念,以及两家企业代表的产业链不同环节之间的微妙关系,要厘清这些问题,首先需要
在全球锂电池制造领域,干法工艺正逐渐成为新一代工艺路线的关注焦点。凭借在环保、降本和技术适配性上的优势,干法工艺展示了颠覆传统湿法制造的潜力。从核心技术路径到设备企业的工程化实践,干法工艺的突破与挑战,正成为产业链上下游共同聚焦的话题。干法电极技术最突出的价值在于其对环保法规的响
虽然近年来新能源汽车产业快速发展,动力电池技术取得长足进步,但是充电时间过长的问题一直广受消费者诟病。而超级快充技术的迅速发展,则能够有效缓解这种补能焦虑。今年以来,众多电池企业都在争相发布新的快充电池技术应用产品,5C、6C电池已经成为快充技术竞争的新高地。今年9月,上汽通用汽车与宁
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!