作为制作锂离子电池和锂聚合物电池的电极的材料粘合剂(通常混合称为粘合剂的东西)。锂离子电池中使用粘合剂作为电极材料的原因是为了将浆料粘合到集流体箔上并防止电极材料在干燥后从集流体箔上剥离(以增加剥离强度)。
此外,现在有一种强烈的趋势是使用可以减少环境影响的物质,从使用有机溶剂NMP 和PVDF作为粘合剂的所谓溶剂型电极,到使用水和粘合剂作为浆料溶剂的趋势是使用使用某些橡胶基或丙烯酸基材料的水基电极。在这里,我将说明什么是SBR(苯乙烯丁二烯橡胶),它是代表性的水性粘合剂。
1、什么是SBR(丁苯橡胶)?
SBR是学名苯乙烯丁二烯橡胶的缩写。SBR是一种用途广泛的橡胶,占合成橡胶产量的80%左右。SBR具有以下化学结构。
SBR的物理性能包括以下内容,但基本上它是强度、耐化学性等之间具有优异平衡的材料。在许多情况下,它被作为锂离子电池的水基粘合剂。SBR的一般物理特性如下所示:
1. 1 SBR的特点(优点)
(1)高强度、弹性、耐磨性、耐热性、耐酸、耐碱、绝缘性;
(2)制造过程中杂质比例低,纯度高;
(3)易于硫化;
(4)价格稳定。
1. 2 SBR的特点(缺点)
(1)对气磷等油类、苯、甲苯等有机溶剂、有机酸的耐受性相对较低。然而,当用作锂离子电池的电极时,该材料在化成后被强烈压缩,因此不太可能与作为电解质的有机溶剂发生反应,因此没有特别的问题。
1. 3 SBR的应用
SBR的应用包括汽车轮胎、瓷砖、皮带和锂离子电池粘合剂。
2、SBR在锂离子电池中的具体用途
SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)用作锂离子电池中代表性的水基粘合剂。在水基电极中,当使用SBR作为粘合剂时,基本上使用CMC(羧甲基纤维素)作为增稠剂。以正极为例,水系电极的组成主要为活性物质:导电助剂:粘结剂:增稠剂(CMC),固含量比为80~90%:0~10%:0~10%:0 ~ 通常占 10% 左右。
如果是负极,水基电极的组成主要是活性物质:粘结剂:增稠剂(CMC),固含量比例为80~90%:0~10%:0~10%。使用水基粘合剂(SBR)时电极的基本制造过程如下:
溶剂型体系主要使用PVdF作为粘合剂,NMP作为粘度调节剂(稀释剂),而水性体系顾名思义使用水,CMC(羧酸)作为粘度调节剂)。各电池制造商对电极材料成分、混炼程序、混炼时间、涂布条件等进行优化,但大多数情况下工艺流程基本如下。
3、什么是橡胶的硫化?
橡胶中的硫化可以说是增加橡胶弹性范围的一种加工方法。之所以称为硫化,是因为交联部分添加了硫磺,这是一种连接分子的交联反应。如下图所示,通过不硫化连接分子和增加分子量可以扩大弹性范围。可以说,由于分子量大,分子容易缠结,因此可以增加弹性范围。