粘结剂在锂电池中的应用

粘结剂是锂电池电极制造中的关键辅助材料，虽然用量通常只占电极固含量的1%-5%，但它如同建筑的“水泥”，将活性物质、导电剂等“砖块”牢固地粘结在一起，并与集流体（铝箔或铜箔）结合，形成稳定、完整的电极片。

一、粘结剂的核心作用

其主要功能可以概括为以下四个方面：

粘接与成膜作用：

这是最基本的功能。在电极浆料干燥后，粘结剂形成一层均匀的薄膜网络，将活性物质颗粒（如三元材料、磷酸铁锂、石墨等）和导电剂（如SP、CNT）包裹并牢固地粘结在一起，形成完整的电极涂层。
确保电极在后续的辊压、分切、卷绕/叠片等制造过程中不会开裂、脱落。

保持机械稳定性：

锂电池在充放电过程中，活性物质（尤其是硅基材料、石墨）会发生显著的体积膨胀和收缩（硅的体积变化可达300%以上）。
优秀的粘结剂需要具备良好的弹性、韧性和粘附力，能够缓冲这种体积变化产生的应力，防止电极结构因反复膨胀收缩而粉化、破裂，从而维持电极的完整性。

保证电化学稳定性：

粘结剂必须在电池的工作电压窗口内（0-4.5V vs. Li/Li⁺）保持化学和电化学惰性。

它不能与电解液发生副反应，不能分解产生阻抗层或消耗锂离子，否则会导致容量衰减、内阻增大等问题。

提供离子/电子传输通道：

一些新型的功能性粘结剂（如导电聚合物）还能为锂离子（Li⁺）和电子（e⁻）提供额外的传输路径，有助于降低电极的内阻，提升电池的倍率性能

二、主流粘结剂材料及其特点

目前市场上主要分为油性体系和水性体系两大类。

目前企业里面，正极一般使用PVDF粘结剂，负极石墨一般使用CMC+SBR做粘结剂。不过PVDF不仅仅用于正极，负极中同样可以使用。但家人们，我们石墨负极在选择粘结剂时，一般共用CMC和SBR，这样能使得负极浆料达到最好的状态，各位知道是为什么吗？