鋰電池企業(yè)的高鎳體系下粘結(jié)劑的創(chuàng)新與應(yīng)用

目前國內(nèi)量產(chǎn)高鎳電池仍有較多問題暫未克服，未來隨著技術(shù)逐漸成熟，對于材料的性能要求也將越來越高，屆時新型粘結(jié)劑或?qū)⒂瓉怼俺鲱^之日”。

2018年，是市場變革之年，也是技術(shù)革新之年。

在高能量密度壓力之下，高鎳系三元材料成為動力鋰電材料發(fā)展的必然趨勢，相應(yīng)配套材料也開始進(jìn)行產(chǎn)品升級，硅碳系負(fù)極、薄型化的干濕法隔膜、高電壓的電解液等新材料導(dǎo)入開始提上日程；同時，對銅箔鋁箔、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等鋰電池輔材也提出了更高的要求，相關(guān)材料企業(yè)開始進(jìn)行產(chǎn)品升級。

以粘結(jié)劑為例，目前正極材料中常用的粘結(jié)劑主要為PVDF，該類粘結(jié)劑需要加入NMP溶劑配合使用。而當(dāng)正極材料選擇高鎳體系時，隨著容量增大，材料中的殘堿含量也變得越來越高，PVDF在強堿環(huán)境下，將產(chǎn)生分解反應(yīng)，造成氟化氫脫離，使?jié){料凝膠；同時，高鎳正極表面會發(fā)生部分副反應(yīng)，將造成二次粒子崩潰，導(dǎo)致電池中導(dǎo)電性下降。

在此背景下，粘結(jié)劑的創(chuàng)新及應(yīng)用就成為鋰電池企業(yè)及配套供應(yīng)商的關(guān)注熱點。

針對此現(xiàn)象，瑞翁集團開發(fā)出一款新型無氟粘結(jié)劑，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)PVDF。日本瑞翁株式會社Zeon主席研究員王鍵博士表示：“公司做了很多實驗，例如測試漿料的穩(wěn)定性，用NCA做和漿實驗，分別用PVDF和新型無氟粘結(jié)劑做的漿料，放到干燥房靜置幾天后，PVDF出現(xiàn)凝膠狀態(tài)，而新型無氟粘結(jié)劑沒有出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象。”

“新研發(fā)的無氟粘結(jié)劑和活性物質(zhì)的親和性更好，在表面形成類似SEI的保護膜，可以讓充放電反映更均勻，從而減少內(nèi)部應(yīng)力的發(fā)生?！蓖蹑I博士表示，目前國內(nèi)已經(jīng)有大廠采購，處于中試階段。

盡管已經(jīng)有企業(yè)針對性研發(fā)出新型產(chǎn)品，但調(diào)研國內(nèi)電池企業(yè)發(fā)現(xiàn)，目前該款產(chǎn)品并未開始應(yīng)用在產(chǎn)品中，處于探索階段。

多家電池企業(yè)的一致共識是，目前傳統(tǒng)PVDF可以滿足高鎳正極材料的需求，暫時不會更換新型添加劑。針對高鎳正極中殘堿含量較高的情況，主要是通過添加其它成分來中和堿性，將PH值降低；同時，強堿的環(huán)境不止影響PVDF的使用，對其它材料性能也會有所影響，因此必須控制殘堿含量，而不是簡單的換粘結(jié)劑就可以解決問題。

比亞迪CTO劉衛(wèi)平表示：“目前公司還是采用的傳統(tǒng)PVDF，還沒用其它新型的粘結(jié)劑，主要是通過技術(shù)處理高鎳正極材料中強堿的問題?！?/p>

“通過添加其它材料去中和堿性，控制高鎳正極材料中PH值，并控制水分含量，避免凝膠現(xiàn)象出現(xiàn)?！眱|緯鋰能研發(fā)總監(jiān)鄒友生表示。

業(yè)內(nèi)人士表示，目前國內(nèi)量產(chǎn)高鎳電池仍有較多問題暫未克服，未來隨著技術(shù)逐漸成熟，對于材料的性能要求也將越來越高，屆時新型粘結(jié)劑或?qū)⒂瓉怼俺鲱^之日”。