1%成本=10%性能，电极粘结剂选择不简单

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导读

锂电池浆料是一个复杂的多相混合非牛顿流体，主要由活物质（正/负极材料）、导电剂、粘结剂组成。

粘结剂作为非活性材料，主要作用是将锂电池浆料中各组分粘接在一起，用量通常为电池总材料的2-5%，成本占电池制造成本的1%以下，但其可将电池性能提高5-10%，是锂电池制备中不可或缺的重要组成物质。

然而由于使用环境苛刻，锂离子电池电极粘结剂除了需要具有一般的粘结剂的粘结性能之外，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当中的电化学腐蚀作用，同时需要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电极粘结剂的聚合物材料并不多。

目前已得到广泛应用的锂离子电池粘结剂主要有三大类：聚偏氟乙烯（PVDF）、羧甲基纤维素（CMC）、丁苯橡胶（SBR）乳液；

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油系粘结剂——聚偏氟乙烯（PVDF）

聚偏氟乙烯PVDF（Poly-vinylidene fluoride）主要是指偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯与其他化合物的共聚物。结晶度一般为50％左右，熔融温度在140-180 ℃之间；一般使用N-甲基吡咯烷酮（NMP）等有机溶剂作为分散剂，是最先得到广泛应用的锂离子电池电极粘结剂，可用于正极/负极材料的粘结。

优点

缺点

然而随着高容量电极材料的开发应用，传统的PVDF粘结剂已无法满足要求，主要表现在：

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水系粘结剂——羧甲基纤维素（CMC）

最初，负极浆料使用的粘结剂也是PVDF等油系粘结剂，但是因为考虑到电池内极化严重，且水系更环保且能代替其粘结作用，故发展到现在负极选用水系粘结剂已经成为其主流方向。

水性粘结剂有着与油性粘结剂一样甚至更好的性能，选择合适的用量，会使电池性能得到提高，而且由于其更安全，更环保，成本更低等优点，成为二次锂离子电池粘结剂研究的趋势和热点。

羧甲基纤维素（CMC）

羧甲基纤维素（CMC）是纤维素的线性聚合衍生物，由β连接的吡喃葡萄糖残基与羧甲基取代而成。纯品为白色或微黄色的纤维状粉末，无毒、无味，易溶于冷热水和极性溶剂中成为透明粘稠性溶液。

优点：

缺点：

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丁苯橡胶（SBR）乳液

丁苯橡胶SBR（丁苯橡胶乳液）由丁二烯及苯乙烯两种单体经自由基乳液聚合而成。常用的锂离子电池SBR粘结剂除上述两种单体外，通常都引入了新的功能单体，用以提高其离子电导率或粘附力。

优点：

缺点：

因此目前主流方案是将羧甲基纤维素（CMC）与丁苯橡胶（SBR）进行复合，利用SBR的良好弹性以及CMC的良好分散效果，使CMC+SBR复合粘结剂具有更好的综合性能；目前CMC+SBR复合粘结剂被大量用于锂电池负极材料的粘接。

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结语

除了以上常见的电极粘结剂种类之外，为了满足锂电池性能的提升需求，各种新型的正/负极材料逐渐兴起，对于电极粘结剂的性能提出了新的挑战。

随着对电极材料及粘结剂的研究深入，目前已经有多种新型的粘结剂研发成功，并逐渐开始投入使用。

后续文章将为大家详细解读新型的电极粘结剂种类有哪些？相较于常见电极粘结剂，它们又有怎样的应用优势？大家尽请关注。