锂电池负极PAA水性粘结剂,是应用在锂离子电池负极材料制造中的水性聚丙烯酸粘结材料。聚丙烯酸,别名丙烯酸均聚物,由丙烯酸单体在引发剂作用下聚合得到,呈弱酸性,可溶于水,可溶于多种有机溶剂。
锂电池粘结剂包括水性粘结剂、油性粘结剂,对比来看,水性粘结剂环保性更优、使用安全性更高,符合锂离子电池发展要求。水性粘结剂主要用于锂离子电池负极材料粘结领域,常见的产品是SBR(丁苯乳液)、PAA(聚丙烯酸)。SBR通常与CMC(羟甲基纤维素钠)配合使用,应用在石墨负极制造中。
现阶段,石墨仍是主流锂离子电池负极材料,但其理论容量有限,且表面易生长锂枝晶。与之相比,硅基负极的理论容量高,达到4200mAh/g,且在充电时可以避免表面析锂问题,安全性明显提升。在此背景下,硅基负极成为下一代锂离子电池负极的理想材料之一。
与石墨负极相比,硅基负极膨胀率高,CMC/SBR粘结剂的粘结能力相对较弱,应用受到限制。锂电池负极PAA水性粘结剂含有的羧基可与金属离子形成稳定配位结合,同时能与硅基材料表面的羟基形成共价键,进而提升粘结强度与界面稳定性,其粘结能力明显提升。
锂电池负极PAA水性粘结剂具有添加量少、粘结能力强、体积热膨胀系数较小等特点,能够提升负极容量、缓解负极体积膨胀、延长电池循环寿命、提高电池安全性能,在石墨负极中的应用比例正在逐步攀升,特别是在硅基负极制造中发展潜力大。
锂电池负极PAA水性粘结剂可以单独使用,也可与其他粘结剂配合使用,例如制备PAA/CMC粘结剂、PAA/CA粘结剂、PVA/PAA粘结剂、PAA/PANi粘结剂等,以进一步提高粘结能力,提升电池循环稳定性。另外,除负极外,PAA水性粘结剂也可以用于锂离子电池正极材料、隔膜制备领域。
新思界
行业分析人士表示,在我国,锂电池负极PAA水性粘结剂布局企业主要有深圳市研一新材料有限责任公司、四川茵地乐材料科技集团有限公司、湖北回天新材料股份有限公司、福建蓝海黑石新材料科技有限公司等。例如,蓝海黑石开发并产业化了锂离子电池正极水性化专用PAA粘结剂、硅基负极与石墨负极专用水性PAA胶粘剂、高性能隔膜涂覆专用水性粘结材料PAA等新能源材料。
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