瑞達新能源述寧波材料所在含氟鋰離子電池粘結劑領域取得突破性進展

　　寧波材料所在含氟鋰離子電池粘結劑領域取得突破性進展

　　鋰離子電池由于其高能量密度，已經在新能源中扮演著越來越重要的角色，鋰離子電池的能量密度超過150Wh/Kg,幾乎是已知的二次電池中能量密度最高的。

　　為了進一步提高鋰離子電池的性能，研究者試著尋找新的電極材料、電解質以及添加劑等，其中一個很重要的方面就是尋找所用電極最合適的粘結劑。粘結劑是鋰電池正負極材料中非常重要的組成部分，它可以將電極材料中的活性物質、導電劑以及集流體緊密地粘結起來，增強活性材料與導電劑以及活性物質與集流體之間的電子接觸，更好地穩(wěn)定極片結構。

　　目前應用于鋰離子電池的膠粘劑主要是有機氟聚合物，以及丁苯橡膠(SBR)和羧甲基纖維素(CMC)等，但是其電化學穩(wěn)定性和離子導電性，還是無法滿足在充放電過程中體積變化較大的負極活性物質如納米硅材料對粘結劑的要求。

　　國內外目前在其他粘接劑體系如改性纖維素材料、甲殼素衍生物和藻酸鹽類有了進展，但是傳統(tǒng)的電極粘結劑鋰離子傳導率低且導電性差，在大倍率充放電時，易引起電池極化。在現有的動力鋰離子電池體系中，由于使用沒有高離子導電性能的粘結劑，在大倍率充放電時性能受到限制。尋求新型的高性能新型粘結劑對進一步提升鋰電池性能的意義很大。

　　近年來，中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員薛立新領導的高分子功能膜團隊在鋰離子電池粘結劑方面取得一系列的進展，合成了具有含氟磺酰亞胺主鏈以及具有全氟磺酸側鏈的離子聚合物，以其作為鋰電池粘結劑的極片具有良好的電化學穩(wěn)定性，與使用PVDF粘結劑的極片相比，體現出更小的峰電位差，表明含有導電粘結劑的極片內部脫鋰/嵌鋰氧化還原反應可逆性更好，極化更小。

　　將含有離子粘結劑的磷酸鐵鋰(LiFePO4)正極極片與鋰片裝配成電池評價其電池循環(huán)性能，發(fā)現其充放電穩(wěn)定。且當充放電倍率增加到4C，含有PVDF粘結劑的LiFePO4極片的放電容量僅有74mAh/g，且呈現大幅下降趨勢。而含有導電粘結劑的極片在4C或5C可以維持放電容量在100mAh/g。表明導電粘結劑有利于提高大電流充放電下的放電容量和穩(wěn)定性，比普通非離子型粘結劑更加適用于動力鋰電池。該部分工作發(fā)表在J.Mater.Chem.A,2013,1,15016以及J.PowerSources,2014,256,28上。目前，該團隊正在開展該類粘接劑的中試放大生產和產業(yè)化應用。

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