天然粘结剂-海藻酸钠(SA)

SA又称海藻酸钠，其结构中富含羧酸钠和羧基，这和常用的粘结剂CMC十分类似。它在锂电池中的作用原理是在第一次充电过程中，锂离子从阴极中脱出，阴极则有大量锂空位形成。随后在第一次放电过程中，Na+可以从SA中脱离，并最终占据锂层和过度金属层中的锂空位。因此，充电过程中析出的锂离子不能完全重新插入原始位置。在接下来的循环过程中，Na+越来越多的取代锂离子，并在循环过程中进入富锂材料的晶体主晶格。由于Na+的半径大于Li+锂层间距可以扩大。更宽的层间距使Li+脱出/嵌入更容易，从而提高放电比容量；其次，锂离子层中的Na+不会因为高压而被去除，可以稳定层状结构避免晶体结构坍塌，因而可以提高循环稳定性和速率能力。

SA作为粘结剂在电解液中的溶胀率比较低，减少正极活性材料和电解液之间的接触，减少电池在循环过程中的副反应进而有利于提高电池的循环性能。其次，SA有助于提高CEI膜的稳定性，进而提高电池的稳定性能。因为SA粘结剂含有大量的羧基，可以与活性材料表面的羧基形成氢键，有利于颗粒间的结合。

聚丙烯酸(盐)(PAA)类粘结剂

PAA类粘结剂由于其结构上存在大量的羧酸基团，可以与活性物质以及铝箔形成强相互作用，从而提高粘结性能；并且在电池循环过程中，可以形成稳定的CEI。但是在形成CEI的过程中，不可避免的会消耗一部分Li+，为了弥补这一不足，在聚丙烯酸的基础上，可以通过引入锂离子来补充活性锂的消耗。例如聚丙烯酸锂(LiPAA)，研究表明将LiPAA作为高电压的粘结剂，其所含有的活性羟基基团可以与正极活性颗粒表面上的活性氧原子相互作用形成类酯键，构建稳定CEI，同时可以提供额外的锂源来补充活性锂的损耗。

聚丙烯腈(PAN)类粘结剂

PAN中的强极性氰基可以与正极活性物质表面上的羟基形成强氢键和偶极-偶极相互作用，提高粘结强度，使粘结剂能够在活性物质表面分布地更加均匀。此外，氰基具有较好的电化学相容性，有助于提高正极材料的氧化稳定性，能够大大提升电池的循环和倍率性能。另外有研究表明，将PAN和PVDF相结合制备成复合粘结剂能够进一步提高粘接性能，降低极片开裂的风险，这有助于进一步提高电芯的循环性能和倍率性能

此外，市场上还有一些使用较少的粘结剂，例如聚酰亚胺(PI)类粘结剂、聚乙烯醇(PVA)类粘结剂。不同的粘结剂所表现的性能存在较大差异，实际使用过程中需要结合具体的要求和情况进行选择。

文章来源：攻略新能源

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