负极为什么不单独使用SBR或CMC做粘结剂？

最初，负极搅拌使用的粘结剂也是PVDF等油系粘结剂，但是因为考虑到电池内极化严重，且水系更环保且能代替其粘结作用，故发展到现在负极选用水系粘结剂已经成为其主流方向。
在锂离子电池负极材料水系体系中，我们不单独使用SBR或者CMC作为粘结剂。而是共同使用SBR（苯乙烯-丁二烯橡胶）和CMC（羧甲基纤维素钠），确切的说，我们把CMC称为增稠剂，SBR称为黏结剂。

1.先来了解CMC和SBR

CMC是一种阴离子型水溶性高分子，具有强亲水性和分散性。它能通过静电排斥和空间位阻效应，有效防止石墨或其他活性物质颗粒的团聚，确保浆料均匀分散。

图：CMC-Li粘结剂在LFP正极中作用机理的初步探讨。
活性物质与活性物质活性中心附近的CMC-Li分子链上的锂离子反应

SBR是一种弹性高分子粘结剂，能通过物理交联形成三维网络结构，赋予电极柔韧性和抗形变能力，尤其适应充放电过程中活性物质的体积膨胀/收缩（如硅基负极）。

2.SBR和CMC共同使用的原因

2.1 保证分散性与浆料稳定性

单独使用SBR时，其疏水性和较差的分散性易导致浆料不均匀，影响电极性能。
CMC具有强亲水性和好的分散性的优点，它能调节浆料黏度，改善流变性能，防止涂布过程中沉降或分层。
协同效果：CMC作为分散剂和稳定剂，为SBR提供了均匀分散的介质，两者结合可形成稳定的浆料体系。

2.2 提高粘结力与机械性能

CMC本身具有一定的粘结力（但机械强度较弱），另外单独使用CMC会使得极片脆硬。与SBR搭配，可在浆料干燥过程中与SBR形成互穿网络，增强电极的机械强度和界面结合力，平衡了电极的硬度和韧性。

2.3 电极-集流体界面结合

CMC的预粘结作用：在浆料干燥前，CMC通过氢键或范德华力使活性物质与集流体（如铜箔）初步粘附，避免涂布后开裂。
SBR的最终固化：干燥过程中，SBR的玻璃化转变温度（Tg）使其在高温下形成连续薄膜，进一步强化电极与集流体的结合，降低界面电阻。

2.4 电解液兼容性与电化学稳定性

CMC的钝化效应：CMC可部分吸附在石墨表面，形成保护层，减少电解液副反应（如溶剂共嵌入导致的石墨剥落）。
SBR的化学惰性：SBR对电解液（如碳酸酯类）的耐受性较好，可减少溶胀，长期保持电极结构稳定。

2.5 降本增效（哪个老板不喜欢）

工艺适应性：CMC可调节浆料黏度，满足不同涂布工艺（如刮刀涂布、狭缝涂布）的需求；SBR的成膜性则确保干燥后电极的完整性。
经济性：CMC价格低廉且用量少，与少量SBR配合即可达到高性能要求，降低粘结剂总成本。

实际应用中的典型配比
CMC通常先溶于水，作为分散剂和增稠剂，占比约1-2%；
SBR后加入（避免高速剪切破坏胶乳结构），占比约2-3%；
两者比例需根据活性材料特性（如石墨、硅碳复合材料）调整，以平衡分散性、粘结力和电极柔韧性。SBR与CMC的协同作用是当前石墨基和硅基负极主流的粘结剂组合方案。
不过现在PAA作为新型水系粘结剂，近几年发展势头也很迅猛。也有开发PAA-CMC或者PAA-PAN这种结合的粘结剂，大家可以多看看文献。