摘要

随着社会电气化进程的加速，对高能量密度锂离子电池的需求日益增长。提高电极中活性物质的百分比是提高锂离子电池能量密度的有效策略之一。

与传统的锂离子电池粘接剂聚偏氟乙烯PVDF相比，聚四氟乙烯PTFE的全氟化链中不含氢，使其与电极材料的粘附性更强，对于制备高载量电极具有重要意义。

PTFE其自身特性也非常适合制造电极，有以下三个特点：

1）PTFE分子量更大，更适合纤维化，形成更稳定的“三维”网络，从而固定住正极材料，使电池性能稳定；

2）PTFE更稳定，惰性更强，不容易与其他物质发生化学反应，影响电池性能；

3）PTFE不易燃烧，能承受更高温度，安全性好。

此外，PTFE通过无溶剂干法工艺制备，相较于使用有机溶剂的湿法工艺，可减少有害溶剂的使用，降低对环境的影响。

同时，使用PTFE还可以避免由于有机溶剂蒸发不均匀而导致的电极组分分布不均匀的问题，提高电池的制造效率和性能。

因此，PTFE作为干法制备高载量电极的聚合物粘结剂的应用，符合可持续发展的环保理念，又给了电池更好的使用性能。代表了锂离子电池制造的新兴绿色未来。

目前，特斯拉的4680大圆柱电池，已经使用了PTFE作为干法电极的粘结剂。而干法电极(DBE)制造技术，也被认为是锂离子电池制造工艺的圣杯。

随着汽车使用量的不断增加，新能源电动汽车已成为应对能源、环境和城市交通挑战的主要解决方案，并且是未来汽车产业发展的核心方向。动力电池作为新能源汽车的核心组件，胶粘剂则是确保其长期稳定运作的关键材料。在全球电动化浪潮的推动下，动力电池的需求正迅速增长，胶粘剂市场的规模也在持续扩展。

据了解，新能源汽车中的CTP结构电池包设计，通过大幅减少中间模组部件的使用，转而采用大量胶粘剂来固定和连接电芯。

这些胶粘剂主要满足两个需求：一是结构胶，它不仅提供强力的结构粘接，还具备一定的导热性能；二是导热胶，主要功能是导出电芯在工作中产生的热量，同时还需具备一定的结构粘接能力。

结构胶的特点是适用于受力结构部件的胶接，能够承受较大的动态和静态负荷，并在长时间使用中保持可靠性。它可替代传统的连接方式如螺栓、铆钉或焊接，广泛应用于金属、塑料、玻璃、木材等结构部件的连接。

导热胶在软包电池组装中扮演着关键角色，主要用于实现电芯与电芯之间，以及电芯与液冷管之间的热传导。胶粘剂的具体应用形式包括垫片、灌封和填充等。

在电池包内，导热胶的使用是为了增强电芯之间的热传导，从而提高整体散热效率，保证电池在高负荷运行时的稳定性和安全性。

● 结构胶

在动力电池包的设计中，结构胶发挥了关键作用，它不仅要确保电芯与pack壳体之间的可靠连接和固定，还需取代传统的机械连接方式。

为了满足这些要求，结构胶必须具备优良的强度、柔韧性、耐老化性、阻燃绝缘性和导热性等性能。市场上常见的动力电池包结构胶包括聚氨酯结构胶、丙烯酸结构胶、硅胶、环氧结构胶、UV胶和耐高温热熔胶。根据它们各自的特性，它们在不同应用场景中各有优劣。

评价不同类型结构胶的粘接性能时，主要关注以下三个具体指标：接头强度、破坏形式和胶体的断裂伸长率。

接头强度指的是胶合接头所能承受的最大负荷；理想的破坏形式是内聚破坏，即在接头处材料的最大强度下发生断裂，这表明粘接强度高且均匀；断裂伸长率则衡量胶体的弹性，反映其在受力下的变形能力。

● 导热胶

导热胶主要由树脂基体（如环氧树脂、有机硅和聚氨酯等）和导热填料（如氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）、氮化硅（Si3N4）、氧化铝（Al2O3）、氧化镁（MgO）、氧化锌（ZnO）等）构成。

随着电池包在CTP（Cell-to-Pack）技术的发展，电池厂商对导热胶的需求不断增加，同时也要求降低成本。在减少结构件设计的背景下，对胶的粘接强度提出了更高的要求（通常大于10Mpa）。

因此，具有良好粘接强度和成本效益的聚氨酯导热结构胶成为了主流选择。在电池芯的最佳工作温度范围（20-40℃）内，CTP结构下的导热胶能有效实现电芯之间及电芯与液冷板之间的均衡散热，从而降低电芯的温度和电芯之间的温差（通常下降1-2℃），这对电池热管理系统的优化至关重要。导热系数更高的导热胶在降低电池温升和温差方面表现更为显著。

● 动力电池用胶点解析

胶粘剂在动力电池上的四大作用

1．为动力电池提供防护效果；2．实现安全可靠的轻量化设计；3．热管理；4．帮助电池应对更复杂的使用环境。

电芯与电芯之间的粘接—结构粘接

基材：铝板和外包PET膜；要求：粘接定位，导热，与PET膜和铝板粘接性好；解决方案：双组份聚氨酯结构胶，单组份有机硅胶，双组份硅胶。

导电片与模组壳体的粘接

基材：PC片和镍片/铝片 镍片/铝片和ABS/PC；要求：粘接定位，耐温-40℃～85℃ 快速定位；推荐产品：双组分丙烯酸结构胶、耐高温热熔胶。

电芯灌封

要求：导热，固定电芯，减震，阻燃，增加安全性，低密度；产品推荐：双组份导热硅胶。

圆柱形电池底部的粘接固定

应用：线束隔离板，焊点位置保护胶；要求：阻燃，低气味，对铜/铝/PVC/PP/硅胶材料无腐蚀性，尽可能快速固化；产品推荐：阻燃黄胶，UV胶，环氧保护胶。

圆柱电池支架固定性能

要求：耐老化性能优异，柔韧性能好；产品推荐：丙烯酸结构胶。

底板与电芯之间的导热

要求：环保，具有触变性，导热性好，室温下能快速固；产品推荐：导热环氧结构胶，双组分丙烯酸结构胶。

电池的螺纹锁固

要求：能满足要求的振动，机械冲击，跌落，翻转，模拟碰撞等测试；产品推荐：厌氧螺纹锁固胶。

铭牌粘接

基材：大部分是铝合金和表面经过处理的钢铁件；要求：耐振动，胶层有韧性，初粘力强，胶黏剂具有一定的触变性，对基材粘接力好；产品推荐：丙烯酸结构胶、低温固化环氧胶。

● 市场情况

随着CTP（Cell-to-Pack）技术和刀片电池技术的广泛应用，对胶粘剂的要求和用量显著增加。预计单个电池包的胶粘剂用量将从目前的1-2公斤大幅上升，增长幅度会非常显著。同时，单个电池包的胶粘剂价值也将从200-300元提升至400-900元。

需要特别注意的是，新能源汽车和动力电池的独特产品特性使得对胶粘剂和胶粘材料的性能要求与传统材料大相径庭。

随着动力电池技术的快速迭代和新产品的不断推出，开发与这些新技术相适应的胶粘新材料变得尤为重要，这对于提升动力电池的能量密度、安全性、循环寿命和轻量化都是不可或缺的。

近年来，特种功能性胶膜和胶粘剂产业发展迅猛，整体趋势向专业化、差异化和高性能化迈进。尤其是动力电池产业的迅速发展，推动了国内相关企业在技术和产品创新方面的积极进取。

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我们生活中随处可见粘结剂粘接的部件，例如手机屏幕、绝缘板、计算机散热器、电动汽车电池中的冷却组件以及电动机外壳。制造商使用一种叫做粘结剂粘接的方法来涂布粘结剂。由于其具有许多优势，粘结剂粘接被广泛应用于取代焊接和机械紧固件（如螺钉、螺栓和铆钉）。

本文将介绍这一过程的基本知识以及表面处理对实现牢固粘接的关键作用。

● 什么是粘结剂粘接？

粘结剂粘接是通过使用粘结剂材料（如液体粘结剂、膏状粘结剂、胶带和片材）来连接表面的过程。在粘接过程中，粘结剂与基材（即被粘接的表面）机械互锁并进行化学结合。

使用分配器来施加液体粘结剂和膏状粘结剂，精确控制粘结剂的量和位置。其他类型的粘结剂可以通过施加压力而无需分配器进行应用。

● 粘结剂粘接的用途是什么？

粘结剂粘接在制造业中非常常见。您可以在汽车、航空航天、医疗、电子和食品包装等行业找到它。制造商用它来连接各种表面和不同材料，包括金属、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶和复合材料。

在汽车工业中，粘结剂粘接由于交通运输的电气化而发挥着越来越重要的作用。电动汽车有一些需求，通过粘结剂粘接更容易满足，而不是像焊接和机械紧固这样的替代方案。

这一过程帮助电动汽车制造商减少重量、抵御环境条件、通过热导和绝缘管理温度、提供电气绝缘并改善结构完整性。

以下是电动汽车制造中粘结剂粘接的一些例子：

1、结构粘结剂用于结构电池，使电池除了作为能源来源外，还在承载结构中发挥重要作用。

2、导热粘结剂用于冷却板和管道，以帮助将热量从电池导走并传导到散热器上。

3、液体垫圈用于电动机外壳的密封剂，提高了对水、灰尘、道路盐和液体等因素的保护。

● 粘结剂粘接是如何工作的？

根据粘结剂的类型，粘接过程略有不同。固化粘结剂通过化学反应形成粘接。该反应可以通过多种因素触发。

例如，热固化粘结剂在暴露于高温时会发生化学反应。类似地，UV固化粘结剂依赖于紫外光的照射来触发固化过程。

大多数环氧粘结剂是双组分固化粘结剂，因为需要将树脂和固化剂混合，以触发化学反应并启动固化过程。

其他类型的粘结剂则无需固化即可形成粘接。这些粘结剂依赖于其他机制。

例如，溶剂型粘结剂依赖于溶剂的挥发来从液体变为固体。粘结剂材料在达到固体状态时会附着在表面上。

另一个例子是压力敏感粘结剂，它们只需施加压力即可应用。这些粘结剂可以包括像masking tape或duct tape这样的压力敏感胶带。

● 粘结剂粘接的优点有哪些？

粘结剂在我们身边随处可见。与其他连接方法相比，它们具有许多优势。

● 表面处理如何改善粘合？

在进行粘合之前，必须先准备好表面以获得牢固的粘合力。

基材必须无污染物、略微粗糙，且具有有利于粘合的化学成分。以下是这些方面如何有助于形成更牢固的粘合。

去除污染物：氧化物和油脂等污染物会干扰粘合过程。通过去除它们，您可以消除粘结剂和污染物之间发生不必要的化学反应的风险。您还可以释放表面能，为基材和粘结剂之间更多的粘合腾出空间。

使表面变粗糙：粗糙的表面具有更大的表面积，可供粘结剂粘附。它们可以改善机械联锁，并为化学键创造更多机会。

修改化学成分：化学键可以根据表面的化学成分变弱或变强。通过添加新分子或重新排列表面上原子的排列方式以形成新分子，可以创建更有利于化学键合的表面。

● 表面处理方法有哪些？

可以使用不同的表面处理来准备粘合表面。以下是制造业中最常用的表面处理方法：

化学处理：化学处理无所不能。它们可以溶解污染物、蚀刻表面以增加粗糙度，并在表面引入新元素以形成有利的化学成分。例子包括将部件浸入其中的化学浴或直接涂在表面上的底漆。值得注意的是，化学品在安全、环境管理和运营成本方面存在巨大的缺点。

激光清洁：与化学品一样，激光可以完成所有工作。它们可以去除氧化物和表面污染物，使表面纹理化，并引入有益的氧化物以促进牢固的结合。虽然激光的初始投资很高，但它们所需的维护和运营成本却很少。由于其精度高，它们是处理局部区域而不损坏周围组件的最佳解决方案。

机械研磨：打磨、研磨和喷砂等方法的优势之一是能够使表面粗糙。然而，在清洁方面，这些方法只能去除氧化物和无机污染物。它们需要辅以化学预处理，以确保去除所有污染物。研磨剂还会产生大量灰尘，这些灰尘并不总是容易处理的。灰尘会再次污染基材，导致粘结剂质量不佳。

● 如何评估粘结剂的粘合强度？

在制造过程中，粘结剂需要根据产品在其使用寿命内的使用方式满足某些规格。根据需要，可以测试特定类型的机械应力。

例如，在电动汽车电池中，通常进行搭接剪切试验和拉脱试验，以确保电池能够承受加速和停止过程中的重载（作为承重结构的一部分）、持续振动和动态力。

胶粘剂失效和内聚力失效的区别

力测试仪可以提供粘合接头在失效前可以承受的强度。如果在这些测试中出现粘合失效（即基材和粘结剂之间的粘合断裂），则表明粘合强度仍有提升空间。目标是实现如此强的粘合，以至于当发生失效时，失效发生在粘结剂内部。这种失效称为内聚失效。

在锂电池的电极材料中，粘结剂的比例通常在1%到10%之间，它的主要作用是将电极的活性材料、集流体和导电剂粘合在一起，从而增强电极的性能和稳定性。而电极中的活性材料和导电剂往往是纳米级别的，这些纳米材料在高浓度的电极浆料中容易出现团聚现象。

为了改善这些纳米粉末在浆料中的分散性，使用化学分散剂变得尤为重要。因此，新型粘结剂和分散剂的研发与应用正逐渐成为行业关注的热点。

● 粘结剂

作为电极中不可或缺的组成部分，粘结剂除了最基本的粘结功能外，还承担着其他重要的职责。

一、粘结剂的功能

粘结剂在电极材料中的主要作用包括匀浆、稳定结构和提高性能。

1. 匀浆

在电极制造过程中，粘结剂首先会被溶解在适当的溶剂中形成胶状物质，然后与导电剂和活性材料混合，通过球磨均匀化。这一过程确保了材料的均匀分布和稳定性。

2. 稳定结构

锂电池在充电和放电过程中电极的体积会发生变化。粘结剂能够在这个过程中起到缓冲作用，防止含有活性物质的涂膜脱落或产生裂纹。

3. 提高性能

粘结剂通过降低电极的阻抗来提升电池的整体性能。

二、高效粘结剂的关键特性

为了满足上述要求，高效的粘结剂必须具备以下特点：

1. 稳定性

在特定的电极/电解质体系中，粘结剂应具有良好的稳定性，能够耐受电解液的腐蚀，并且在工作电压范围内不发生氧化还原反应。

2. 溶解性

粘结剂应在溶剂中具备较高的溶解速度和溶解度，同时所用溶剂需要安全、环保且无毒。

3. 适中粘度

粘结剂应具备适中的粘度，以便于匀浆操作并维持浆料的稳定性。同时，其粘结能力要强，但用量应尽可能少。

4. 良好的柔韧性

粘结剂需要能够承受电极工作过程中活性物质颗粒的体积变化，确保电极结构的稳定性。

三、粘结剂的分类及应用现状

在明确了粘结剂的作用和性能要求之后，选择合适的材料成为关键。根据溶剂类型的不同，粘结剂通常可以分为两大类：以有机溶剂为基础的油性粘结剂和以去离子水为溶剂的水性粘结剂。

1. 新型油性粘结剂的应用现状

聚偏氟乙烯（PVDF）是传统的油性粘结剂，广泛应用于工业中。然而，它在与导电剂的相互作用上较弱，且在电解液中可能会发生缓慢溶胀，从而影响离子传输能力。更重要的是，PVDF的使用量较大，降低了电池的整体能量密度。因此，开发新型油性粘结剂以解决这些问题显得尤为重要。

(1) 聚酰亚胺的兴起

聚酰亚胺（PI）是一种在锂电池应用中展现出广泛前景的材料。它具有优良的加工性能、机械强度、热稳定性和化学稳定性。研究表明，PI作为粘结剂应用于硅负极时，电池在经历数百次充放电循环后，容量保持率仍不低于75%，是传统PVDF的两倍左右。

此外，氟代聚酰亚胺（FPI）在高温高压条件下的电极材料中表现出了优异的稳定性，这标志着PI粘结剂的一次重要技术提升，为高温高压环境下的无电解液体系开辟了新的发展方向。

(2) 基于PVDF的改性

常见的改性方法包括共聚法和共混法。研究表明，将聚偏氟乙烯（PVDF）与聚四氟乙烯（TFE）和聚丙烯（PP）共聚形成的共聚物，与纯PVDF相比，在断裂伸长率（即弹性程度）上有显著提升。

具体来说，这种共聚物的断裂伸长率达到了100%，而纯PVDF仅为不到10%。这表明，共聚物在电极材料的充放电过程中能更好地保持弹性，维持电极材料的聚集状态，并保证活性材料与集流体之间的有效电子传递。因此，在需要大体积变化的应用场景中，这种共聚物可作为PVDF的替代材料。

2. 新型水性粘结剂的应用现状

水性粘结剂因其环保特性而受到青睐，尽管它们在性能上表现出色，但仍面临一些挑战。例如，水性粘结剂可能导致浆料分散性差，容易形成团聚。此外，水性粘结剂对基材的润湿性较差，以及水的较高热容量等因素，也在一定程度上限制了它们的应用。

(1) 中等分子量聚丙烯酸的应用

研究发现，分子量在10,000到1,000,000范围内的聚丙烯酸（PAA）作为水性粘结剂具有显著优势。PAA能够有效促进锂离子与活性物质的接触，并减少电解液与活性物质之间的副反应，从而提高整体循环效率。同时，PAA能在电极表面形成筛网状结构，使锂离子能够迅速通过，进而提升离子传输效率，改善电池的倍率性能。

(a) PVDF对锂离子流通的阻碍及其对活性材料结构的影响

聚偏氟乙烯（PVDF）在锂电池中虽然作为传统的油性粘结剂被广泛使用，但它对锂离子的流动存在一定的阻碍作用。此外，PVDF可能会导致活性材料的结构发生变化，从而影响电池的整体性能。

(b) PAA形成的筛网结构对锂离子传输的促进

相对而言，聚丙烯酸（PAA）作为水性粘结剂，在电极中形成的筛网状结构能够有效促进锂离子的传输。这种结构不仅提升了离子通过电极的速度，还改善了电池的倍率性能。

2. 传统水性粘结剂的组合应用

将羧甲基纤维素钠（CMC-Na）与海藻酸钠（SA）这两种水性粘结剂结合使用，研究表明，这种组合能显著提升电极性能。测试结果显示，加入CMC-Na的电极在0.1C的充放电条件下经过80次循环，其容量仍高于使用PVDF的电极。

同时，CMC-Na和SA均能提供丰富的钠离子，由于钠离子的半径大于锂离子，这些钠离子能够在放电过程中插入锂离子迁移所形成的空位中，从而帮助稳定晶体结构。

● 分散剂

分散剂在锂电池制造中主要用于化学分散，其通过改变颗粒表面的性质，从而优化颗粒之间以及颗粒与液相介质之间的相互作用，以实现粉体的有效分散。

一、分散剂的作用

除了最基本的减少颗粒团聚，分散剂还发挥着以下几个重要作用：

1. 优化浆料粘度

分散剂可以调节加工浆料的粘度，使其更易于处理，并加快加工速度。

2. 稳定导电炭黑

在电极生产过程中，分散剂有助于保持导电炭黑在溶剂中的稳定分散，防止其沉降或聚集。

3. 均匀碳颗粒分布

在电极中使用分散剂能使碳颗粒分布更加均匀，从而提高电极的导电性，并有效降低电池内阻。

二、分散剂的性质要求

选择分散剂时，需要考虑以下几个方面，以确保其有效性和安全性：

1. 高解离度

在电极浆料的液相环境中，分散剂应具有高解离度，以防自身团聚，并有效减少浆料整体的团聚现象。

2. 减少副反应

分散剂作为成品锂电池中的杂质，其使用时应尽量减少副反应，以避免引入额外的杂质，影响电池的正常性能。

3. 无腐蚀性

分散剂不应对电极或集流体表面产生腐蚀，以免对电极造成损坏。

三、新型分散剂的应用现状

分散剂的研发正逐渐向提高分散效果和拓展新功能的方向发展。以下是一些新型分散剂的应用现状：

1. 润湿分散剂

毕克化学推出的新型润湿分散剂“BYK-ET 3000”，由引入季铵基团的改性苯乙烯-马来酸共聚物（SMA）制成，溶解在1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）中。季铵基团的加入增强了分散剂的表面活性，改善了固体的润湿性，从而缩短了炭黑及其他导电碳的分散时间。

铵根的四个氢离子均被取代，故季铵盐能根据需求具备分散/润湿/增溶等非常多种功能。

2. PAA的另一种妙用

聚丙烯酸（PAA）的功能与其分子量密切相关。前述提到，中等分子量的PAA可作为粘结剂，而分子量小于1万的低分子量PAA则表现为优良的分散剂。在此基础上，某些改性聚合物也展示出了卓越的分散性能。

例如，聚丙烯酸钠（PAANa）是PAA的离子态形式，具有极强的水溶性。PAANa能够有效吸附在粉体颗粒的表面，降低颗粒的表面能，同时通过颗粒表面的电荷排斥作用，实现颗粒间的分散。此外，PAANa还通过降低介质的表面张力，进一步提高了颗粒的分散性能。

● 小结

无论在企业还是学术界，新型粘结剂的研发都集中在以下几个关键目标：确保有效的粘结作用的同时降低粘度和使用量，提升导电性，增强柔韧性，并实现环保。

此外，新型分散剂的开发则关注于提供更优异的分散性能，降低粘度，同时尽量减少对电池性能的负面影响。作为锂电池结构中不可替代的两个组成部分，粘结剂和分散剂的未来发展潜力依然广阔。

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在快充技术的背景下，电池材料的性能和稳定性对于实现高效、安全的快速充电至关重要。本期文章主要介绍快充技术对电池材料的影响，着重探讨电解液、粘结剂和隔膜这几个组成部分的关键作用。

电解液

快充体系下新型锂盐LiFSI用量有望提升

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新型锂盐LiFSI被认为在快充电池领域替代LiPF6的锂盐最有潜力。

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它可以增加导电性并适应快速充电系统，因此对电解液的离子电导率和热稳定性提出了更高的要求。

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与其他锂盐（如LiPF6、LITFSI、LiCIO4和LiBF4）相比，LiFSI的电解液在以碳酸乙烯醋/碳酸甲乙醋（EC/EMC）为基础的常规电解液中具有更高的电导率，并且含有较低的氟含量，因此更环保。

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粘结剂

硅基负极带动PAA粘结剂渗透率提升

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硅基负极的膨胀性使得新型粘结剂PAA具有发展机遇。

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锂电池粘结剂是锂离子电池电极片中的重要组成材料之一，其作用是连接电极活性物质、导电剂和电极集流体，以实现它们之间的整体连接性，从而减小电极的阻抗。粘结剂在锂离子电池材料中具有较高的技术含量。

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锂电池粘结剂主要分为油性和水性两类。油性粘结剂的典型代表是PVDF，而水性粘结剂的代表有CMC+SBR和PAA。

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PVDF是目前应用范围最广的粘结剂，2020年在国内的市场占比为54%，其他粘结剂的占比为46%。

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然而，PVDF是一种油性粘结剂，其使用的溶剂对环境有害，并且PVDF本身含有氟元素，容易与嵌锂石墨等发生反应。

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相比之下，CMC+SBR的黏附力有限。而新型粘结剂PAA由于具有以下优点而迎来发展机遇：

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1.PAA具有较强的黏附力：PAA的侧链含有较多基官能团，可以与负极活性材料表面的官能团形成氢键，从而将负极活性物质与集流体有效地连接在一起。

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2.PAA能够形成类似SEI（固体电解质界面）膜的包覆层与硅基负极发生反应，从而提高硅基负极的循环性能。

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近年来，国内粘结剂企业加快了对粘结剂的国产化替代进程。

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2021年，美国、日本和欧洲企业占据了超过90%的市场份额，主要厂商包括亚什兰、诺力昂、巴斯夫、瑞翁株式会社、A&L株式会社、JSR株式会社和大赛璐等。

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国内的粘结剂企业起步较晚，但近年来通过技术积累和配套原材料和设备的提升，逐步实现了国产替代。

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主要的国内企业包括菌地乐、深圳研一、晶瑞电材、松柏化工、金邦电源和重庆力宏等。

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在PAA方面，国内的技术迭代较快，主要企业有茵地乐（璞泰来控股）、深圳研一、蓝海黑石和回天新材等。

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隔膜

快充对性能的要求推动有机涂覆需求提升

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隔膜涂覆技术是一种提高隔膜性能的重要方法，可有效提高电池的安全性。

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传统隔膜材料如聚乙烯和聚丙烯在高温下容易发生热收缩，导致电池短路，从而引发安全问题。

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为了增强隔膜的热稳定性和综合性能，涂覆技术逐渐应用于锂电池生产中。

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隔膜涂覆技术通过在隔膜表面涂布特殊材料，提高了隔膜的热稳定性、拉伸强度和透气速率，从而提高了电池的安全性能。

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涂层材料主要分为无机材料和有机材料两种。

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无机材料，如Al2O3和勃姆石，具有良好的耐高温性能、吸液和保液能力，降低了热收缩率，有效提升了循环性能和安全性能。

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例如，在聚乙烯基膜上涂覆勃姆石后，热稳定性测试显示，当温度加热到170度时，涂覆膜几乎无收缩，而隔膜已发生明显形变。

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有机材料，如PVDF、PET、纤维素和芳纶，具有高粘结性和良好的吸液保液能力，降低了内阻，提高了电化学性能。

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通过在聚乙烯基膜上涂覆PVDF，可以形成大量微孔结构，提高电解液的保持率。

快速充电对隔膜性能提出了更高的要求，推动了对有机涂覆材料的需求增加。

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隔膜的性能对锂离子电池的容量、寿命、倍率性能等有着重要影响，包括锂离子扩散速度、电解液的保持性、系统内阻和电池界面结构的组成等方面。

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在快速充电系统下，与无机涂覆材料相比，有机涂覆材料在孔径大小、电解液浸润性和稳定性等方面表现出明显的优势。

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聚烯烃隔膜具有良好的机械强度和电化学稳定性，均匀的孔结构以及适宜的热闭孔性能。

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然而，由于聚烯烃材料本身具有疏液特性和低表面能，导致电解液的浸润性较差。另外，聚烯烃隔膜在高温下也会发生严重的收缩。

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相比之下，有机材料如PET和纤维素隔膜由直径为0.2-2微米的纤维交织堆叠而成，而芳纶隔膜由直径为2-4微米的纤维交织堆叠而成，具有较大的孔径，可为离子的快速迁移提供通道。

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此外，芳纶是极性材料，具有优异的耐高温性能和较高的破膜温度，从而提高了电池的安全性能。芳纶与电解液之间具有良好的浸润性，有利于电解液的吸收，因此容量衰减较慢。

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具有高电解液浸润性和吸液率的隔膜在锂离子电池中的应用可以提高电池的倍率性能和循环性能。

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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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前言

粘结剂在我们日常生活中无处不在，从复杂的航空航天工业到简单而经常使用的便利贴，都有它们的身影。

今天带大家了解一下在锂电池中的—粘结剂。

锂离子电池粘结剂是一种高分子化合物，是锂电池极片重要的组成材料之一。虽然本身没有容量，在电池中所占的比重也很小，但却是整个电极的力学性能的主要来源，对电极的生产工艺和电池的电化学性能有着至关重要的影响。

除了一般的粘结剂所具有的粘接性能外，锂离子电池粘结剂还需要能够耐受电解液的溶胀和腐蚀，以及承受充放电过程中的电化学腐蚀作用，在电极的工作电压范围内保持稳定，因此可以用作锂离子电池粘结剂的聚合物材料并不多。

目前得到广泛应用的粘结剂主要有三大类：聚偏氟乙烯（PVDF）、丁苯橡胶（SBR）乳液和羧甲基纤维素（CMC），此外以聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯酸酯作为主要成分的水性粘结剂也占有一定市场。

随着锂离子电池产业的不断发展，对粘结剂的性能要求也在不断提高。

电化学稳定性：指在操作电压范围内，粘结剂不会被氧化或还原；在电池充放电过程中，不与活性材料、Li及其他物质发生副反应；

加工性能：能提供良好的浆料、极片、电池的加工性能；颗粒度均达到业内分散要求，所制备的浆料过滤性能优异；粘结性能：能提供足够的粘结强度，以确保在电池生产、使用（存储、循环）过程中，不会出现活性材料从极片上脱落失效的现象；动力学性能：粘结剂具有较高的锂离子电导率；可增加锂电池的导电性能；

锂电池用新型高性能粘结剂已成为锂电关键材料研发的重要发展方向之一，目前、在整个锂电材料领域，国产品牌已占据主流，但在相关配套上，进口产品的优势依然不可忽视，在负极粘结剂方面，日本的胶粘剂依旧占据国内大部分市场份额。

但经过多年的发展，涌现出了很多品牌过硬，技术一流的民族企业，回天新材具有业内先进的生产工艺和研发能力，旗下1229型粘结剂，具有高剥离、低阻抗、倍率好、高低温性能好、常温循环好等特点；同时紧跟锂电池行业升级需求，加快产品技术迭代，在“双碳”目标的指引下，助推我国锂电事业快速高质量发展。

下一期我们将会给大家科普一下负极粘结剂SBR，
感谢您的观看，敬请期待！！ ！

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