水性粘結(jié)劑對(duì)石墨負(fù)極電化學(xué)性能的影響.pdf

1、鋰離子電池的研究始于20世紀(jì)80年代,90年代初日本索尼公司首先推出第一代鋰離子電池,鋰離子電池開始實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。由于其具有優(yōu)良的性能:如能量密度高,工作電壓高(3.6V),體積小,質(zhì)量輕,沒有記憶效應(yīng),環(huán)境友好,自放電小,循環(huán)壽命長(zhǎng)而倍受人們的重視和青睞[1]。三十年來,鋰離子電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī),電腦,攝像機(jī)等便攜式電器上。目前正在進(jìn)行混合動(dòng)力汽車的商業(yè)化研究。
　　 鋰離子電池的關(guān)鍵鍵材料包括正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔

2、膜和集流體等。粘結(jié)劑作為二次鋰離子電池的輔助材料,雖然在電池生產(chǎn)過程中,粘結(jié)劑僅用于電極材料的混合和涂布階段,卻是電池不可或缺的組成部分,對(duì)電池的性能有著很大的影響。
　　 目前,電池中使用的粘結(jié)劑主要有:PVA(聚乙烯醇),PTFE(聚四氯乙烯),CMC(羧甲基纖維素鈉),烯烴類(PE以及其他共聚物),粘結(jié)性能良好的SBR橡膠;氟化橡膠,PVDF(聚偏氟乙烯)等[2]。PVDF(聚偏氟乙烯)是商業(yè)化使用極為普遍的粘結(jié)劑,這種含

3、氟的粘結(jié)劑有一定的缺點(diǎn),易被電解質(zhì)溶脹,使電極材料在集流體上粘結(jié)變差;與金屬鋰、碳化鋰(LiC6)反應(yīng)[3],影響電池的使用壽命和安全性能。
　　 本論文主要對(duì)比研究了幾種水性粘結(jié)劑對(duì)鋰離子電池石墨負(fù)極電化學(xué)性能的影響,比較幾種新的水性粘結(jié)劑海藻酸鈉、果膠酸鈉和鹿角膠鈉等對(duì)石墨負(fù)極性能的影響。并通過掃描電鏡SEM微觀手段探討其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化原因。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下:
　　 (1)以海藻酸,果膠酸和鹿角膠的鈉鹽作為水性粘結(jié)劑

4、,與石墨負(fù)極組成電池,海藻酸鈉石墨負(fù)極表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。果膠酸鈉石墨負(fù)極首次充、放電庫倫效率較高。
　　 (2)用海藻酸與Li+、Na+、K+組成不同的鹽作為水性粘結(jié)劑,與石墨負(fù)極組成電池,做同樣的測(cè)試,結(jié)果海藻酸鈉負(fù)極的性能仍然是最好的,海藻酸鉀也表現(xiàn)出良好的性能。
　　 (3)用果膠酸與Li+、Na+、K+組成不同的鹽作為水性粘結(jié)劑,與石墨負(fù)極組成電池,果膠酸鈉粘結(jié)劑石墨負(fù)極性能較好。
　　 (4)海藻