锂离子电池中的粘结剂是什么？

攻略新能源 2025-02-25

在电极中，粘结剂是将正负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活性物质，并在电池生产和使用过程中维持极片的机械结构和电池的电化学性能稳定性。

一、粘结剂的定义

二、粘结剂的基本要求

电解液相容性：粘结剂是不能溶于电解液并且与电解液不发生化学反应；

电化学稳定性：在操作电压范围内，粘结剂不会被氧化还原，在电池充放电过程中，不与活性材料、Li及其他极片物质发生副反应；

加工性能：能提供良好的浆料、极片、电池加工性能；

粘结性能：能提供足够的粘结强度，以确保在电池生产、使用过程中，不会出现活性材料从极片上脱落失效的现象；

动力学性能：粘结剂应具有较高的锂离子电导率，从而实现电池性能的发挥；

安全性能：粘结剂至少不能恶化电池的安全性能或者不能是潜在的风险点；

三、粘结剂的机理

粘结是一种界面现象，包括两个过程，先润湿，再产生粘结力，润湿是粘接的先决条件。

首先润湿是液态在固体表面的均匀铺张过程，反映了液态与固体的亲和性，润湿主要是由表面张力引起的，对液体称为表面张力；其次就是粘接力，粘接力分为化学作用粘接力，主要是与吸附理论、扩散理论、静电理论及化学键理论相关，另一种是物料作用粘接力，这与机械结合理论相关。

四、粘结力衰减原因

1、外力对粘结力的破坏：生产过程中剪切、拉扯、劈裂等都会对粘结力造成破坏；

2、粘结界面消失以及粘结面积减小都会使粘结力减小；

3、粘结点被其他物质污染与取代，来料不合格以及生产中管控不严格使粘结剂受到污染都会影响其粘接力；

4、粘结剂分子链被破坏，粘结剂大多是高分子物质，如果因为高温或者与其他物质发生反应都会对其结构造成破坏进而影响粘接力；

五、界面粘接的影响因素

1、被粘接基材的性质（金属、塑料、橡胶、陶瓷等材料的表面能）；

2、被粘接界面的微观状况（平面、曲面、粗糙度、被污染状况等）；

3、粘接剂的不同特性，相对分子量大小及其分布；

分子极性，一般极性大的粘结剂适合粘接极性大的材料，极性小的粘结剂适合粘接极性小的材料

分子的交联度，主要是指粘结剂的流动性、湿润性、扩散能力等

4、处理工艺，粘接时施加的压力、时间、温度、交联剂与增稠剂的使用等；

5、粘结剂使用的环境，温度、湿度、化学环境、pH、紫外线老化等。

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