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卡波姆树脂作为添加剂可改善锂电池的循环利用性能

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卡波姆树脂作为添加剂可改善锂电池的循环利用性能

2020/09/27 17:05
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锂离子电池具有容高、电压髙、体积小、质量轻等优点,被广泛地应用于手机、笔记本电脑、摄像机等电子产品上,已成为通讯类电子产品的主要能源之一。随着锂离子电池的应用领域不断扩展,人们对其循环寿命的要求也越来越髙,而卡波姆树脂作为加剂,能改善电池的循环利用性能。

影响锂离子蓄电池循环寿命的因素包括多个方面,如电极活性材料和所用的非活性成分的选择以及涂层的黏结强度在电极中,黏结剂的主要作用是将电极活性物质黏结在集流体上对黏结剂的要求是欧姆电阻小,在电解液中性能稳定,不膨胀、不松散、不脱粉。一般而言,黏结剂的性能,如黏结力、柔韧性、耐碱性、亲水性等,直接影响电池的性能

目前工业生产时普遍采用聚偏氟乙烯(PVDF)作为锂离蓄电池的黏结剂。但是PVDF制作的极片柔韧性差,在电解液中易溶胀,价格昂贵。因此,高性能电极黏结剂成为锂离子电池关键材料的一个重要研究方向。Kim等以丁苯橡胶(SBR)为黏结剂、羧甲基纤维素钠(CMC)为增稠剂,发现黏结剂在电极片中分散不均匀,且CMC黏附性能差,水性正极合浆时,痕量的残留水分都会对电池的性能造成严重的影响。

左侧:其他厂家卡波姆树脂  右侧:德晟卡波姆树脂

交联丙烯酸树脂(卡波姆树脂)是丙烯酸键合烯丙基蔗糖或季戊四醇烯丙醚的髙分子聚合物,具有较高的黏附性。有文献报道过卡波姆树脂用于锂离电池中以提高电池的循环性能。为此有专家研究考察在锂离子电池正极中分别添加纯卡波姆树脂、纯PVDF以及两者1: 1配合使用以后,对极片剥离强度、电解液的稳定性、电池极化、电极表面钝化膜和双电层的阻抗以及循环性能方面的影响。

研究结果发现通过在锂离子电池中添加不同比例的卡波姆树脂,正极添加卡欧姆树脂后,极片的孔隙率较高,极片敷料与极流体间的剥离强度增大,粘附性能显著提高,把极片放在电解液中浸泡以后,极片敷料与极流体间的作用力不被电解液所破坏,正极中随着卡波姆树脂含量逐渐添加,电池的极化得到改善,添加卡波姆树脂的电池电极表面钝化膜与双电层的阻抗显著降低,电池的循环性能得到提高。

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