优化电池性能的关键材料——负极粘结剂SBR

前言

在上一期中，我们了解了粘结剂在锂电池中的性能，而本期将集中介绍负极主要粘结剂——丁苯橡胶乳液SBR。

丁苯橡胶（SBR）是由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚合成的高聚物，作为关键电芯材料之一，其作用主要是提供负极活性物质颗粒之间，以及活性物质层与集流体之间的粘结力。还有助于提升电池的动力学性能，降低阻抗并提供优异的循环稳定性。今天我们重点了解一下SBR的粘结机理以及重要性能参数。

首先，讲一下SBR的粘结机理。SBR表面的基团与铜箔表面的基团发生缩合反应形成化学键。SBR乳液本身是一个亲水性和疏水性平衡的产物，一方面通过疏水性和石墨有机结合，另一方面通过亲水性基团和铜箔表面基团发生缩合反应。而CMC-Na作为一种稳定剂、悬浮分散剂，对SBR具有辅助的粘结作用，同时也可让SBR分散的更加均匀，利用空间电荷的排斥作用保证整个体系的稳定。

接下来，让我们来看一下SBR的重要特性参数及影响。

· 成膜特性

在干燥过程中，稳定的聚集体决定了成膜的稳定性，也决定着电极的综合性能好坏。

· 粒度

粒径的分布越小，接触点越多，粘附性越好，成本越高，粒径分布的一致性越好，粘结接触点就越均匀 相同添加量，粒径小就决定了粘结剂与活性物质的接触点增多，因此可以有更高的粘结力。

· 玻璃化温度

电池的高低温性能主要受负极、电解液性能的影响较大，而SBR对电池的高低温性能也有一定影响;玻璃化温度即由高弹态转变为玻璃态的温度，Tg高说明材料相对不耐低温，对锂电而言适当的Tg温度有助于电池低温性能的发挥，当然这个单一的因素也不是绝对因素。

· 弹性模量SBR的弹性模量越大，极片厚度反弹越小，在电池长期的充放电过程中，内部结构越稳定越有利于使用寿命的延长。通过对高分子聚合物构造和分子量的控制，可以对粘结剂在锂电池内部的延展性和强度进行控制。延展性和强度是评价一款粘结剂十分重要的指标，影响到电池的綜合性能。

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