负极配方粘结剂用量配比评估

锂电池配方的设计可以说是电池的灵魂。拿负极配方举例，通常搅拌物料包含主材、导电剂、粘结剂、分散剂、溶剂等，粘结剂虽然不直接参与电化学反应，但粘结剂用量如果使用不当，就直接影响着极片加工性、结构稳定性和最终的电芯性能。

负极配方物料包括：

负极主材（一般为石墨、硅基材料等）

导电剂（SP，碳纳米管CNT）

分散剂（CMC）

粘结剂（SBR、PAA）

溶剂（去离子水）

粘结剂的核心作用是提供负极活性物质颗粒之间，以及活性物质层与集流体之间的粘结力。其用量一般控制在1%-4%之间。那么粘结剂比例如果过多或过少会对电池造成哪些影响呢？又如何能确定其用量呢？

一.粘结剂用量多

优势：保障了极片的剥离强度，极片不容易掉粉，不易从箔材上脱落。对电池后续的加工性能及优率有利。

劣势：粘结剂用量过多，首先会导致内阻增大，因为不管是SBR还是PAA其是绝缘体，本身是不导电的。这对电池的倍率等有损害。

其次粘结剂用量增加意味着负极的活性物质比例降低（总配方比例为100%），会使得电芯活性物质用量减少，一方面需要匹配足够的负极材料来弥补CB值，另一方面也增加了一定的成本。

二.粘结剂用量过少

优势：粘结剂比例少，可以提高单位面积内活性物质的比例。可以节约一部分成本，并且在限制条件内，可以提高一定的能量密度。

劣势：极片可能出现粘结效果差，掉粉等现象，此时的极片机械强度差，对循环性能影响巨大。

三.如何确认粘结剂的比例

目前常用的粘结剂为SBR与PAA。粘结剂的用量存在一个最佳平衡点，石墨材料可以通过剥离强度为参考基准。在剥离强度合格的情况下，结合一系列体系和测试数据来制定SBR的填入比例。通常比例为1%-2%之间。如果是硅基材料，PAA的粘结效果要优于SBR，且能一定程度上抑制硅基的膨胀，结合后期的循环数据及掺入硅基材料的比例，一般粘结剂比例为2%-4%之间。具体的比例还需依靠实验数据来定。

注意事项：添加SBR和PAA两种粘结剂时要注意其固含量，切莫加错用量。大部分锂电厂家常规使用的SBR固含量一般为45-48%，常规使用的PAA固含量为6%。