为什么SBR要在负极匀浆的最后阶段加入
在锂离子电池负极匀浆过程中,一般需要用到的材料有负极粉料(石墨,硬碳、硅等)、导电剂(SP)、增稠剂和分散剂(CMC)、粘结剂(SBR)。因为SBR的特殊性,我们在匀浆的过程中需要注意它的加入顺序。
一、先来认识锂电池SBR
(1)锂电用SBR是一种丁苯胶乳,水性粘结剂,是由苯乙烯(Styrene)和丁二烯(Butadiene)单体以水为介质加入乳化剂引发剂等经过乳液聚合共聚生成,状态为固含量50%左右的水乳液。
(2) SBR胶乳粒子单元是一种核壳结构,壳内是共聚物分子链的交联结构,外壳是亲水性的极性基团和表面活性剂。
(3) SBR颗粒只有150nm左右,单独SBR颗粒没有连接力,在浆料中很多SBR结合在一起形成SBR膜,才能形成连接力对石墨负极颗粒起到黏结的作用。SBR更多的连接是点对点的连接,把石墨与石墨中间、石墨和碳黑、石墨和铜箔联结在一起。
二、SBR为什么要最后加入?
(1) 因为在浆料捏和之后会有高速分散的过程,如果SBR加入过早,在长时间以及高剪切搅拌中会导致SBR的核壳结构被破坏,称为“破乳”。这样会破坏SBR的粘结性。
(2) SBR的加入会显著影响浆料黏度,后加可避免过早增粘导致分散困难。
三、 SBR使用中的注意事项
(1)搅拌条件:SBR加入后需温和混合(如低速行星搅拌),确保均匀性同时保护胶体结构。
(2) 温度控制:部分工艺可能对温度敏感,需避免高温导致SBR变性。
(3) 浆料出料后如果不能及时涂布,需要低速搅拌代替静置,防止浆料变得粘稠。
下面是一个实验线简单的负极匀浆工艺:

该工艺先制备CMC浆料,之后匀浆。我们可以看到,SBR在高速分散之后加入。
