PAA与SBR两种负极粘结剂对比

在锂电池的电极片中，活性物质、导电剂和粘结剂共同组成电极功能层，粘结剂虽然用量仅占极片质量的1-3%，却是维持电极结构稳定的关键。在水性粘结剂体系中，传统主流的丁苯橡胶（SBR）与新兴崛起的聚丙烯酸（PAA）形成了鲜明技术对比。本文从化学机理、核心性能、应用场景三方面，拆解两种粘结剂的技术差异与选型逻辑。 

一、化学结构与粘结机理差异

SBR 是丁二烯与苯乙烯的共聚物，分子链兼具刚性苯环与柔性丁二烯结构，通过 “点对点” 粘结模式发挥作用—疏水端与石墨颗粒物理缠绕，亲水端与铜箔表面羟基形成化学键合，需与羧甲基纤维素(CMC)复配使用，才能兼顾分散性与柔韧性。但其乳液特性导致在高剪切搅拌时易破乳，影响粘结稳定性。

PAA 则是水溶性线性聚合物，分子链富含羧基（-COOH），采用 “线 – 面结合” 机理：羧基与活性物质表面羟基形成强氢键，同时与集流体形成多点锚固，无需复配即可实现高内聚力。尤其在锂化后形成的 LiPAA，可通过 H⁺/Li⁺交换反应构建动态离子通道，兼具粘结与离子传导功能。

二、核心性能指标全面对标

（一）粘结强度与结构稳定性

PAA 的线性粘结模式使其极片压实密度比 SBR 体系高 0.1 以上，压实后反弹率和注液膨胀率显著更低。在硅基负极应用中，PAA 能通过氢键与硅颗粒形成弹性网络，而 SBR/CMC 体系因粘附力不足，难以应对硅基材料的剧烈形变。

（二）电化学性能表现

EIS阻抗测试显示，PAA的离子传导阻抗低于SBR体系，其筛网状结构可加速锂离子迁移，助力快充性能提升。

（三）加工与环保特性

SBR 需与 CMC 复配才能制备稳定浆料，且对搅拌工艺参数敏感，易出现沉降问题。PAA 则具有更宽的工艺宽容度，可单独使用且添加量更低。环保方面，二者均为水性粘结剂，但 PAA 生产无需额外乳化剂，VOC 排放更低，契合绿色生产趋势。

三、应用场景与选型策略

SBR/CMC 复配体系仍是石墨负极规模化生产的主流选择，尤其适用于对成本敏感、循环要求适中的动力电池和储能电池常规产品，其耐碱性和透气性可延长电池使用寿命。

PAA 则成为高性能电池的优选：在硅基负极领域渗透率达100%；值得注意的是，PAA 与 SBR 的复合体系已成为研究热点，可实现刚性与柔性的协同优化。

小结：SBR 凭借成熟的工艺和成本优势，在传统石墨负极市场仍将长期占据一席之地；而 PAA 以其卓越的粘结强度、抗膨胀能力和环保特性，成为高能量密度、长循环寿命电池的核心赋能材料，尤其在硅基负极的运用中。未来，粘结剂的发展方向将是 PAA 的交联改性与 SBR 的功能单体共聚，以及二者的复合协同，最终实现不同电池体系的搭配。