硅基鋰電池負極水性粘接劑PAA

硅基鋰電池負極水性粘接劑PAA介紹

粘接劑是鋰離子電池材料中技術(shù)含量較高的附加材料，但是粘接劑在負極中的含量非常少，僅占1.5%~3%。電極使用的活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、溶劑不能直接粘粘結(jié)到金屬電極，所以必須使用粘結(jié)劑。粘接劑性能優(yōu)劣直接影響電池的容量、壽命及安全性。

根據(jù)調(diào)查研究，不同性質(zhì)的粘結(jié)劑會直接影響電池的比容量、庫倫效率和電化學(xué)性能的穩(wěn)定性等。PAA 具備的高濃度羧基官能團、鈉化后可改善 SEI 膜的性能以防止電化學(xué)循環(huán)過程中電解液的分解、無定型高分子晶體結(jié)構(gòu)、將純硅電極的庫侖效率提升到90%以上，因此PAA 相對其他粘結(jié)劑更適用于硅基負極材料。

對比PAA、CMC和PVDF作為粘結(jié)劑對鈦酸鋰電極性能的影響，使用PAA的鈦酸鋰電極片呈現(xiàn)出均勻性和良好的電化學(xué)性能，PAA同時也適用于磷酸鐵鋰正極材料。

PAA中-COOH的中和度在很大程度上影響其作為粘結(jié)劑的性能。PAA溶于水后由于分子間較強的羧基氫鍵作用力容易形成分子間團聚的結(jié)構(gòu)。使用堿類將PAA中和后制備出 PAH-M鹽，羧基鹽基團間的靜電排斥提高了分子鏈的舒展性，有利于減小分子間團聚效應(yīng)。根據(jù)PAA在聚丙烯酸鹽中擴散程度的不同，還可以根據(jù)需求自由調(diào)整所需粘度。

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