Tg值—决定SBR粘结效果的终极因素

SBR作为锂电池负极材料常用的粘结剂，保障各粉料之间的粘结效果是其最重要的作用。其中Tg值这一参数决定着SBR的粘结效果。本文将简要解析。

一.什么是Tg值

Tg值就是玻璃化转变温度，是高分子链段从冻结的“玻璃态”转变为可运动的“高弹态”的临界温度。它并非一个像熔融那样的尖锐点，而是一个温度范围。在这个温度范围内，高分子的链段的材料的基本力学性能(如模量、硬度)会发生几个数量级的巨大变化。

二.Tg值如何决定锂电池的粘结效果

1.低tg值

低Tg(通常<0°C，甚至低至-40°C~-20°C)。在电池正常的工作温度(室温)下，SBR处于高弹态。此时高分子链非常柔软，具有极佳的柔韧性和延展性。利于在活性物质（如石墨）和导电剂颗粒表面充分铺展，实现最大面积的紧密接触。能够渗透到颗粒表面的微小孔隙和凹凸处，产生强大的机械啮合作用。且柔软的SBR高分子链可以通过自身的形变来有效地缓冲和释放应力，防止极片因反复膨胀收缩而产生裂纹或粉化。

2.高Tg值（＞室温）

在室温下，SBR处于坚硬的玻璃态。高分子链被冻结，运动困难。材料硬而脆，缺乏粘性。无法有效包覆颗粒，无法缓冲体积变化，极易导致电极开裂、掉粉，粘结效果极差。

也就是说，当环境温度低于Tg值时，高分子链的运动被“冻结”。链段无法自由移动，整个材料表现得如同坚硬的玻璃——硬而脆，缺乏柔性和粘性。此时，SBR更像一块塑料，无法有效粘结任何东西。

当环境温度升高并超过Tg值时，高分子链段获得了足够的能量，开始解冻，能够进行微观的布朗运动。材料从玻璃态转变为高弹态，其行为变得如同柔软的橡皮泥——具备优异的弹性、韧性和粘性。

对于锂电池用SBR，其Tg值被精心设计在-20℃至-40℃的低温区间，远低于电池的正常工作与使用温度（0~60℃）。这意味着，在电池的整个生命周期中，SBR始终保持着其柔软而粘弹的本性。

三.Tg值的调控

SBR的Tg值并非固定不变，可以通过调整其单体组成—即苯乙烯（St）与丁二烯（Bd）的比例来调整Tg值。

丁二烯：提供柔性的链段，可以降低Tg值。

苯乙烯：提供刚性的链段，可以提高Tg值。

小结：SBR的经过设计的低Tg值，赋予了极致的铺展性、强大的应力缓冲和坚韧的成膜性。对锂电池粘结效果起着决定性的作用。