许多研究表明,锂离子电池的许多电化学性能与电池粘结剂的性能密切相关,高性能电池粘结剂的应用是优化锂离子电池性能的重要发展方向。
大部分活性材料使用的是粉体材料,因此电池粘合剂是制备电极的关键材料。
电池粘合剂结合极片的各种成分,如活性材料、导电剂和集流体,形成稳定的极片结构。同时,活性物质和导电剂能够更好的接触,形成良好的导电网络;
电池粘结剂还可以缓解正负极材料在嵌脱锂过程中的体积膨胀和收缩,稳定极片内部结构,获得良好的循环性能;
在生产过程中,将电池粘合剂溶解在溶剂中,形成胶体溶液。在配料过程中,活性材料和导电剂可以很好地悬浮在胶体溶液中,以形成良好分散和无沉淀的浆料,用于随后的涂覆。
电池粘合剂不仅需要将电极活性物质、导电剂和电极集流体有效结合,而且由于长期处于非常特殊的环境中,还需要具备抵抗各种外界因素的能力。这些特殊的环境因素包括:
电池粘合剂和电极材料长期浸泡在电解液中,粘合剂在电解液中的形状、结构和性能需要稳定;
因此,在长时间高电位(阴极胶)或低电位(阳极胶)条件下,阴极胶在高压下不需要氧化,阳极胶在低压下不需要还原;
许多储锂活性物质在电池运行过程中会不断发生体积变化,其体积会随着锂离子的插入而增大,随着锂离子的抽出而减小。因此,电池粘合剂必须具有足够的柔韧性,以确保活性物质在反复膨胀和收缩过程中不会脱落,电极颗粒之间的结合不会受到破坏。