摘要

在锂离子电池中，电解液的选择对电池性能至关重要。对于液态电解液体系，选择合适的溶剂和添加剂时，前线轨道理论中的“高HOMO与低LUMO”概念常被引用。这个理论主要用于评估和选择那些能够优化电池性能的材料。
图片

LUMO（最低未占分子轨道）值低的材料在负极成膜添加剂中具有重要意义。较低的LUMO值表明这些材料更容易接受电子，从而在负极表面形成稳定的膜层。例如，常见的添加剂VC（乙烯碳酸酯）的LUMO值低于EC（碳酸乙烯酯），这使得VC在石墨负极表面更容易形成良好的固体电解质界面膜（SEI），从而提升电池的电化学性能。

同样的原理也适用于正极材料。在正极中选择合适的溶剂和添加剂时，也会考虑这些材料的HOMO和LUMO值，以实现最佳的电化学表现。总之，通过合理选择具有低LUMO值的材料，可以改善电池的界面稳定性和整体性能。

在电解液添加剂和配方的开发过程中，前线轨道理论中的LUMO与HOMO值的计算是筛选溶剂和添加剂的重要工具。这一理论不仅帮助理解分子的电子结构，还在新型电解液的设计中发挥了关键作用。

具体来说，通过计算新分子的LUMO（最低未占分子轨道）和HOMO（最高占据分子轨道）值，可以初步筛选出那些具有潜力的溶剂和添加剂。这些计算结果可以为官能团设计和有机合成提供理论支持，从而在开发新型电解液时减少盲目实验的次数。

例如，设计新的电解液组分时，可以先计算其LUMO和HOMO值，筛选出具有优良电化学性能潜力的候选物质。

随后，这些候选物质将进入更详细的氧化还原特性测试和基础性能评估，从而进一步验证其实际表现。这种方法不仅能缩短电解液开发周期，还能显著降低研发成本，同时提供理论依据以解释实验现象。

在计算LUMO和HOMO值时，Gaussian软件是一种有效的工具，它能够提供精确的计算结果，帮助研究人员在理论层面上进行初步筛选，为后续的实验工作奠定基础。
图片
前线轨道理论是化学中一个关键的概念，它帮助我们理解分子中的电子如何与其他分子或材料相互作用。在这个理论中，HOMO表示最高占据分子轨道，也就是已占有电子的能级中最高的轨道；而LUMO则是最低未占分子轨道，即未占有电子的能级中最低的轨道。HOMO和LUMO统称为前线轨道，其中的电子被称为前线电子。
前线轨道理论认为，在分子中，类似于单个原子的“价电子”的电子存在，这些电子被称为前线电子。具体来说，分子中的HOMO（最高占据分子轨道）和LUMO（最低未占据分子轨道）就是前线电子所在的轨道。这些轨道在分子间的化学反应中起着关键作用，因为它们是最先参与反应的轨道。
在化学反应中，HOMO和LUMO的作用十分重要。HOMO对电子的束缚较为松弛，表现为电子给予体的性质；而LUMO对电子的亲和力较强，表现为电子接受体的性质。因此，这两种轨道最容易发生相互作用，对化学反应的过程起着决定性的作用。
HOMO和LUMO之间的能量差被称为“能带隙”或“HOMO-LUMO能级”。这一能量差可以用来评估一个分子是否容易被激发：能带隙越小，分子越容易被激发。在氧化反应中，氧化剂会接受电子而自身被还原。在这一过程中，LUMO轨道的能量越低，越容易接受电子，因为低能LUMO对电子的吸引力更强。
换句话说，LUMO能量越低，氧化剂的氧化能力越强。用电位来表示的话，氧化电位越高（即电位越正），氧化剂的氧化能力越强。例如，VC的成膜电位是1.2V，而EC的是0.8V。
在还原反应中，还原剂会失去电子。在这一过程中，HOMO轨道的能级越高，越容易失去电子。换句话说，HOMO能级越高，还原剂的还原能力越强，用电位表示的话，就是还原电位越低（即电位越负）。HOMO能级高的分子更容易将电子提供给其他分子，从而增强其还原能力。

图片
总之，LUMO是接收外来电子的轨道，LUMO能量越低，氧化能力越强（氧化电位越高）；HOMO是失去电子的轨道，HOMO能量越高，还原能力越强（还原电位越低）。

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。

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，部分资讯来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。

摘要

本文将探讨，胶粘剂在锂电池包装中的实际应用，尤其是软包电池和圆柱形电池的具体使用情况。通过这些应用场景，我们可以更好地了解胶粘剂在锂电池行业中的重要作用和发展趋势。

● 软包电池组装用胶

软包电池模组用胶点主要在铝板和外包铝塑膜上，主要的作用是粘接定位和导热 在这个应用场景中，主要使用的胶粘剂有双组份聚氨酯结构胶、单组份有机硅胶、双组份硅胶。这些产品的主要特点如下：

双组份聚氨酯结构胶：具有优良的耐高低温性能，固化后的胶层柔韧，收缩率低，耐冲击性好，且粘接强度高。

单组份导热硅胶：易于涂覆，具有良好的粘接性，但在大面积使用时固化速度较慢，内部可能不固化。

双组份硅胶：需要施胶设备，若使用小包装，成本高，但是大面积使用内外都可以固化粘接。

● 圆柱形电池组装用胶

圆柱形电池组装用胶部分主要是介绍的是电芯灌封，灌封对胶的要求主要有导热，固定电芯，减震，阻燃等，目前市场上主流的产品有双组份导热硅胶。

产品特点：有机硅导热灌封胶，胶层柔韧，减震效果好，导热系数可调节。

● 总结

PACK用胶的市场情况也表明，随着CTP与刀片电池技术的应用，对胶粘剂的要求和用量都在提高，单个PACK包的胶粘剂用量和价值量都在不断增长，这对于相关产业的公司来说既是机遇也是挑战。

环氧树脂是一种多元热固性聚环氧化物材料，它是工程应用中最常用的热固性聚合物之一。它可以与多种固化剂进行交联固化，形成不溶解、高熔点的三维网状结构的高聚物。环氧树脂具有优异的机械强度、耐冲击性、基底粘附性和耐化学腐蚀性，在粘合剂、涂料等领域有广泛的应用。

一、环氧树脂的合成方法

最常见的环氧树脂类型是双酚A型环氧树脂，它占据了环氧树脂总产量的85%以上。双酚A型环氧树脂的合成是通过双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠催化下反应制得的。双酚A和环氧氯丙烷都是二官能度化合物，因此合成的树脂是线型结构。双酚A型环氧树脂的分子量通常受到两种原料比例的影响，增加环氧氯丙烷的比例会导致分子量降低。

合成环氧树脂的方法有两种：

一是将双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠的催化下同时进行缩聚反应，即开环和闭环在同一反应条件下进行。这种方法的工艺成熟，目前国内生产的E-44树脂多采用这种方法。

二是将开环和闭环反应分为两步进行。首先让双酚A和环氧氯丙烷进行醚化反应，生成氯醇醚。当羟基转化率达到80%～90%后，再一次性加入NaOH水溶液进行闭环反应。

在醚化反应时，也可以选择铵盐、胆碱等作为催化剂。有时在醚化反应结束后，还会进行环氧氯丙烷的回收处理。在环氧化反应时，引入适量的溶剂（如甲苯）可以促进反应进行。

二、环氧树脂的应用

涂层应用：环氧树脂在涂料领域有广泛的应用，可以制成具有不同特性和用途的涂料品种。但是双酚A型环氧树脂涂料的耐候性较差，长时间在户外使用容易发生粉化失光和不充实等问题，因此不适用于户外和高装饰性涂料。

环氧树脂涂料主要用于防腐蚀涂料、金属底漆、绝缘漆等领域。而由杂环和脂环族环氧树脂制成的涂料可以用于户外应用。

胶粘剂应用：环氧树脂在胶粘剂领域被称为万能胶，除了对聚烯烃等非极性塑料的粘接性较差外，对各种金属材料（如铝、钢、铁、铜）、非金属材料（如玻璃、木材、混凝土）以及热固性塑料（如酚醛、氨基、不饱和聚酯）都具有优良的粘接性能。

工程塑料应用：环氧工程塑料包括用于高压成型的环氧模塑料、环氧层压塑料和环氧泡沫塑料等。环氧工程塑料也可以被看作是一种广义的环氧复合材料。

除了上述应用领域，环氧树脂还广泛用于电子电气领域、航空航天领域、建筑领域等。

在电子电气领域，环氧树脂常被用作封装材料、电路板涂覆材料和绝缘材料。在航空航天领域，环氧树脂常被用于制造复合材料结构件和粘接剂。在建筑领域，环氧树脂常被用于地坪涂装、粘接修补和防水涂料等。

总的来说，环氧树脂作为一种多功能材料，具有广泛的应用领域和优异的性能特点。但是环氧树脂抗紫外线性能较弱，易在室外使用时产生老化，其本身溶解性也较差。开发新型高性能环氧树脂，是当前和未来一个重要的研究方向。

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，部分资讯及图片来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。

环氧树脂是一种热固性树脂，它在涂料、机械、电子、交通运输、汽车制造、建筑、航空航天等领域得到广泛应用。

今天我们将为大家介绍一种常见的高性能材料——环氧树脂。

环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基的有机高分子化合物。它具备优异的力学性能、电绝缘性、粘接性和生产加工的灵活性，因此被广泛地用于黏接不同材料、制作耐腐蚀涂料、电气绝缘等领域。

根据中商产业研究院的数据，到2022年，中国环氧树脂的下游消费领域中，涂料、电子电器、复合材料、胶黏剂及其他的比例分别为36%、32%、28%、4%。

特别是在风电、核电和水电行业，对高性能环氧树脂用于风机叶片的需求非常旺盛，而复合材料领域的需求也在不断增加。

根据用途的不同，环氧树脂可以分为基础环氧树脂和特种环氧树脂两大类。

基础环氧树脂通常指低分子量双酚A液体环氧树脂。而特种环氧树脂则是指除了基础双酚A型环氧树脂之外的高纯环氧树脂、酚醛环氧树脂和覆铜层压板用环氧树脂等高性能环氧树脂。

以上就是关于环氧树脂的一些基本介绍。希望能对大家有所帮助。

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，部分资讯来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。

前言

随着新能源汽车行业的快速发展，电池PACK技术也成为汽车制造的第五大技术。为了实现更轻、更紧凑的电池系统集成方案，行业正在向高度集成的CTP、CTC、CTB等方向发展，并对材料提出更高要求。导热结构胶作为电池系统高度集成的重要材料，备受关注。本期我们来了解一下导热结构胶。

电池包在CTP发展趋势下，电池厂商对导热胶需求量大且有不断降本需求，同时减少结构件的设计也对用胶产生较高强度（大于 10Mpa）的粘接固定需求，因此在粘接强度、经济成本上占优的聚氨酯导热结构胶成为主流导热用胶的选择。

由于电池电芯的最佳工作温度带较窄（20-40℃），CTP结构下导热胶在电芯之间、电芯与液冷板之间实现均衡散热，从而使得电芯温度和电芯间的温差下降1-2℃ 将极大有利于电池热管理系统。

导热结构胶选型注意事项

①导热系数导热系数的单位为W/mK，数值越大，表明该材料的热通过速率越快，导热机能越好。不同材料导热系数相差很大，其基本起因在于不同物质导热机理存在着差别。导热系数越大，胶粘剂能够更快地传递热量，从而使锂电池的散热效果更好。但是，导热性能过高也会导致胶体的硬度过大，容易对电池的结构造成一定压力，甚至造成变形、损坏等问题。

一般来说，对于锂电池的导热结构胶，其导热系数范围在0.5W/m·K至3.5W/m·K之间比较适宜，具体的选择需要根据锂电池的应用场景和实际要求进行综合考虑。

②粘度在锂电池行业中，导热结构胶的粘度需要根据具体要求进行调整，通常会根据电池的尺寸、形状、传热要求等因素进行反复试验和优化。

一般来说，粘度范围在5000-10000 cps之间，具体要求可以根据具体应用情况而定。

③工作温度范围因为导热胶自身的特征，其工作温度范围很广。工作温度是确保导热胶处于固态或液态的一个主要参数；温度过高，导热胶流体体积膨胀，分子间间隔拉远，互相感化削弱，粘度下降；温度降低，流体体积缩小，分子间间隔收缩，互相感化增强，粘度回升；这两种情形都不利于散热。如果所承受是在100℃上下，那么使用环氧树脂和聚氨酯都是可以的，而有机硅是可以承受-60℃～200℃的高低温；抗冷热变化能力，有机硅最好，其次是聚氨酯，环氧树脂最差。

④填料选型导热胶的选型上，需要兼顾导热和设备磨损低两个问题，一般导热系数越高的胶，填料比例越大，越容易造成设备磨损。

导热填料种类较多，有氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅（Si3N4）、氧化铝（Al2O3）、氧化镁 （MgO）、氧化锌（ZnO）等，选择莫氏硬度最低的氢氧化铝做导热填料，同时选择形状为球形或类球形的填料，既兼顾了导热性能又可大大减少对设备的磨损率。

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，部分资讯来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。

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！！ ！

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，部分资讯来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。