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电池综合性能提升背后的粘结剂因子

时间:2020-04-23 08:25来源:中国电池联盟 作者:龙阙
点击: 次
 
       2020年，锂电行业发展趋势很大程度上将会转换“跑道”。基于此，锂电池全产业链企业将面临较大抉择，而如何研判产业发展趋势，将直接影响产业链企业的战略决策。
 
       公开数据显示，今年一季度我国动力电池市场规模同比降幅要大于出货量同比降幅，究其原因，主要是因为动力电池成本与价格的下降。
 
       从市场走势来看，锂电池正极材料整体价格将继续下降，负极整体价格也将继续呈下行趋势，主要以人造石墨为主。
 
       从2020年一季度数据来看，我国动力电池价格同比、环比皆有所下降，分析来看，主要是因为动力电池需求量不足，企业之间竞争较为激烈，明显是在打“价格战”。
 
       受疫情影响，锂电池产业链各个环节存在降本需求，在所难免，但不应只是片面的压低价格，而应该在如何提升效率和良品率，去除不良损失等方面入手，进而降低产品的综合成本，实现有效降本。
 
       目前，从全球锂电池产业竞争格局来看，国内企业明显加快了海外市场的布局。由此来看，龙头企业将进入新的扩产周期。毫无疑问，拥有核心技术、率先进入供应链的国产锂电企业将获得更大受益空间，尤其是在保障安全方面的产品创新与技术突破。
 
       锂离子电池产品安全性能的高低，直接影响着新能源汽车的安全。此外，锂电池生产工艺流程相对较为复杂，以动力电池生产为例，其生产线是一条流水线，包括匀浆、涂布、辊压、分切、叠片、装配、封装、注液、化成、老化、分容、质检等一系列流程。
 
       而且，流水线生产要确保每个环节的操作时间相同，且不能出现任何质量上的瑕疵，任何一个工艺出现问题都将会促使整条线的停机。在此情况下，锂电池用粘结剂就显得非常重要了。
 
       粘结剂是锂离子电池材料中技术含量较高的附加材料，是将电极片中活性物质和导电剂粘附在电极集流体上的高分子化合物，虽然在电极片中用量较少，但其性能的优劣直接影响电池的容量、寿命及安全性。
 
       随着锂离子电池产业的不断发展，对粘结剂的性能要求也在不断提高，新型结构的锂离子电池需要粘结剂具有优异的力学性能。所以，锂离子电池用新型高性能粘结剂已成为锂离子电池关键材料研发的重要发展方向之一。
 
       目前，得到广泛应用的锂离子电池粘结剂主要包括聚偏氟乙烯（PVDF）、丁苯橡胶（SBR）乳液和羧甲基纤维素（CMC）等。
 
       以CMC为例，CMC是研究较多的纤维素类粘结剂，是纤维素的羧甲基化衍生物，是一种离子型链状高分子水性粘结剂，吸水溶胀后形成透明的黏稠胶液，具有不易发酵、稳定性好、价格低廉、安全环保等优点。
CMC制作过程
 
       与甲基纤维素（MC）和乙基纤维素（EC）等纤维素相比，CMC作为锂电池用粘结剂时，对石墨负极会展现出优异的电化学性能。
 
       首先，CMC具有良好的浆料流变性，可保证稳定加工；提高石墨与铜箔的附着力，从而延长单元电池的使用寿命。
 
       此外，CMC具有极高的浆料稳定性，可保证稳定加工；提高石墨与负极的粘合力，从而延长单元电池的使用寿命；低用量高效，可极大地降低单元电池的非活性成分含量。
 
       除此之外，CMC还是高容量硅负极材料的优良粘结剂，CMC中的羧基官能团与硅表面的氧化硅（SiOx）和硅醇（-Si-OH）基团产生氢键或共价键作用力，能增强硅颗粒以及硅颗粒与集流体之间的粘结。
 
       为了更好的提升锂离子电池操作人员在混料、涂布、极片制作的技术水平，加强他们在生产过程中突发工艺问题的解决能力，电池联盟、中国绿色供应链联盟电池专委会、中国电子节能技术协会电池专业委员会联合电池联盟将于5月13-15日，召开“锂离子电池前工序技术暨CMC工艺培训”。
 
       培训内容包括CMC的作用与使用、CMC的制造方法、CMC级别的重要性、CMC的品质与浆料特性的关系、CMC的品质与电池品质的关系、如何挑选电池用的CMC等。
 
       培训结业考核合格者颁发工业和信息化人才培养工程培训基地、中国电子节能技术协会“锂电池生产岗位操作专项技术”证书。此外，通过培训考核的学员信息录入到协会官方数据库中，终生可享受免费推荐工作单位。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 锂电池 电池粘结剂 CMC​
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