粘结剂在锂电池电极中的作用

作者: 路博润高性能涂料团队 日期:04/06/2020

电池中的电极涂层能促进必要的电化学反应,帮助传递电力能量。 电极涂层中的粘合剂一般只占电池总重量的一小部分,但无论是对于安全性增强,还是能量密度,抑或是电池容量和更多方面,粘合剂都能带来诸多裨益,是电池构架中不可或缺的重要部分。

 
锂离子电池的构成中包括几个关键组件:阴极(正电极)、阳极(负电极)、电池隔膜,以及电解质混合物导体。 覆盖涂料的电极上会发生还原和氧化反应,能促进电化学反应的产生,生成电压和电流。
 
多数锂离子电池的设计都比较相似,电池组成包括:

 

  • 涂覆在铝制集流体上的、基于金属氧化物的正极(阴极)
  • 涂覆在黄铜集流体上的、碳/石墨制成的负极(阳极)
  • 聚烯烃电池隔膜(有时也具有涂覆)
  • 在有机溶剂中以锂盐制成的电解质
 
放电时,离子从阳极(氧化)穿过电解质和电池隔膜流向阴极(还原)。 若要给电池充电,则逆转离子流动方向,从阴极流向阳极。
 

多功能粘合剂

在锂电池中,粘合剂肩负多个任务。 粘合剂必须让涂料颗粒粘结在一起,帮助实现金属或隔膜上的涂料粘附。 此外,粘合剂还能:    
 
  • 帮助实现成膜
  • 帮助在溶剂或水中实现良好的颗粒分散性。 粘结剂须帮助分散涂料,让阴极和阳极上的浆料均匀、颗粒相互分散
  • 在发生多种反应的严苛电池环境中保持稳定性。  粘合剂不可在电池环境中损坏或破裂。
 
粘合剂既可采用溶剂基技术,也可采用水基技术。 基于溶剂的粘合剂需要更高的成本,才能实现收集和回收,并符合环保要求。 而考虑到成本和环保性,水基粘合剂常常更受青睐。
 
选择粘合剂时需要考虑多种因素。 如前所述,粘合剂要能实现多种功能,帮助颗粒分散、粘附、粘连,并能在严苛的电池环境中保持稳定……此外,粘合剂还需助力电池的充电和放电性能。 在循环使用和成百上千次的充电/放电过程中,电池会逐渐老化,丧失原有的电容量。 在保持电容量方面,粘合剂扮演着重要的角色。 对于智能手机,电池容量的逐渐降低是一件烦心事,但对于电动汽车,就不仅仅只是烦心了。 粘合剂会对电池的容量和稳定性造成影响,最终影响到电池的寿命。
 
粘结剂还须有一定程度的韧性,避免发生开裂或产生缺陷。 在电池的生产和组装过程中,需要对有涂覆的电极进行缠绕或包裹等处理,如果粘结剂较脆、易碎,就会在这个过程中出现问题。
 

更小、更轻、更强

电池生产商们不断努力,打造更强大、更稳定、身量更小更轻盈的电池,而路博润则全心全意为其提供协助。 我们运用自己的专业知识和技能,集中精力,通过改善、增强正负极和电池隔膜所需的粘合剂/分散剂,实现电池寿命的延长,最终降低电池的成本。 这对智能手机和笔记本电脑意义重大。借助电池技术,这些产品能不断变得更轻薄便携。 对于电动汽车也是如此,可不断降低电池的重量和大小,同时提升单次充电的续航能力和驾驶距离。
 
如果您需要新一代的电池技术,希望与我们合作,敬请填写下表联系我们,或访问 Electro-Rite® 电池技术 了解详情。
路博润高性能涂料团队

联系我们

对这篇博文有疑问或意见? 请使用下面的表格联系作者。




输入符号


相关类别

关注我们

在LinkedIn关注路博润高性能涂料

随时关注来自路博润高性能涂料的新博文、产品、技术新闻和行业趋势分析等最新信息。