鋰離子電池負極材料包括活性物質、導電劑、粘結劑、增稠劑及溶劑等物質。負極活物質主要采用各類型的碳材料如石墨、非碳材料硅碳負極。由于活性物質、導電劑、溶劑不能粘粘結到金屬電極,所以必須使用粘結劑。粘結劑將各種成分粘接到一起,形成了具有粘附性的材料,然后再和金屬箔粘接在一起。好的粘結劑,能提高電池能量密度,降低電池內阻,對電池的電化學性能也可以起到一定的作用。
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在漿料介質中分散性好,有利于將活性物質均勻地粘結在集流體上;
對電極中電子和離子在電極中傳導的影響小;
用量要少,以便提高電極活性物質的比例;
環境友好,使用安全,成本低廉
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長期處在高電位(正極粘結劑)或低電位(負極粘結劑)條件下
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化學穩定性和電化學穩定性好在存儲和循環過程中不反應,不變質
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早期的負極粘結劑會采用油系粘結劑,例如熱門材料PVDF,但采用油系粘結劑電池內極化嚴重,相比而言,水系材料沒有這個弊端,而且具有粘結作用,安全、環保、成本更低,所以現在大多選用水系粘結劑作為負極粘結劑。使用較多的水性粘結劑包括羧甲基纖維素鈉(CMC),丁苯橡膠(SBR),聚丙烯酸 (PAA),LA132/LA133等。
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接下來,我們梳理一下鋰離子電池負極材料粘結劑知名企業吧。
1.日本制紙—CMC廠家
日本制紙公司已設立羧甲基纖維素(Carboxymethyl Cellulose;CMC)的制造設備,投資金額約47億日圓,將羧甲基纖維素高階用途的生產能力提高3倍,且于2020年11月完工啟用。
?“Sunrose ?”是日本制紙CMC(羧甲基纖維素)的產品名稱。
CMC是以纖維素為原料得到的陰離子水溶性聚合物。具有優異的粘度、吸水性和保水性。此外,由于它來源于天然纖維素,具有適度的生物降解性,使用后可以焚燒,使其成為一種極其環保的材料。近年來,隨著電動車(EV)、插電式混合動力車(PHEV)的普及化趨勢,CMC在鋰離子電池(LiB)方面的用途需求也隨之增加。
網站:https://www.nipponpapergroup.com/
2.諾力昂—CMC廠家
諾力昂是全球特種化學品的領導者。全球各行各業都依靠其必需品解決方案來生產日常所需,如個人護理用品、清潔用品、涂料、建筑材料、農產品、食品和藥品等。
諾力昂收購邱博集團(J.M. Huber Corporation)的羧甲基纖維素(CMC)業務,以繼續其加速增長計劃,該交易將大大擴展諾力昂的CMC產品組合。CMC是一種可持續的生物基水溶性聚合物,可用作增稠劑、黏結劑、穩定劑和成膜助劑。
諾力昂CMC業務收購芬蘭工廠,此次被收購的業務部門生產完整系列的CMC產品,為包括中國在內的80多個國家和地區的客戶提供服務。
網站:https://www.nouryon.com/zh-cn/
3.日本大賽璐—CMC廠家
大賽璐公司(Daicel)是一家日本化工企業。在1966年更名為大賽璐公司。第一個子公司富士膠片在1934年成立,主要生產硝酸纖維素膜。其中一個制造基地姬路制造所-網干工廠的主要產品:醋酸纖維素/醋酸纖維絲束/CMC/HEC/醋酸/巰基乙酸。
CMC Daicel的系列主要由1%水溶液的粘度和取代度決定,取代度代表CMC結構的強度。大賽璐公司提供從極高粘度到低粘度的各種等級。最受歡迎的鋰離子電池等級是“CMC DAICEL 2200”。
網站:https://www.daicel.com/
4.新鄉市金邦電源科技有限公司—CMC廠家
新鄉市金邦電源科技有限公司(深圳市金邦電源科技有限公司)成立于1998年,公司集研發、生產、營銷為一體,擁有一支的科研、管理團隊。做為國內主要專業的鋰電池級CMC供應商。
1. 可解決電池極片開裂,CMC極片柔軟度更佳,能很好地解決開裂問題。
2. CMC能減少電池極片表面缺點,對固體不溶物的嚴格控制,能解決由于CMC導致的極片缺點。
3. CMC可提升鋰電池的容量,循環穩定性﹑壽命等。
4.可以提高電池的電壓平臺,減少電池內阻,降低電池內壓以提高電池大電流工作的特性。
5. 分子量穩定的CMC 可以提供穩定的粘度和粘結力,便于生產控制。
網站:http://www.audio160.com/qyinfo/company-89737.html
5.重慶力宏精細化工有限公司—CMC廠家
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重慶力宏精細化工有限公司,作為中國主要的羧甲基纖維素鈉(CMC)和聚陰離子纖維素(PAC)專業研究、生產、銷售和服務的企業之一。公司產品應用領域覆蓋食品、牙膏、石油鉆井、電池、涂料、陶瓷、造紙、采礦、紡織、電焊、洗滌劑、建筑材料、煙草及其它工業領域等。
重慶力宏的CMC產品具有強的粘結力,較好的熱穩定性、導電性及電化學特性,可使活性物質與電解質形成穩定均勻分散的膏體,還能與硅之間存在強烈的氫鍵作用,因此在電池工業中除廣泛用作陰陽極粘結劑、陰極保護用凝膠劑外,還在硅基電極及石墨改性中有著廣泛的應用。
網站:https://www.lihong.net/
6.廣州松柏化工有限公司—CMC, SBR廠家
廣州松柏化工有限公司是一家專業生產與代理化工產品的公司,主要業務涉及電池、塑料、橡膠、鞋材、涂料、化工、日化、電子等領域。
羧基丁苯膠乳是一種陰離子型聚合物分散體,具有杰出的機械穩定性及可操作性,并具有很高的粘結強度,專門適用于做各類電池里邊的粘結劑。固含量49.0—51.0%, PH 6.0—7.0, 粘度80—400mPa.s, 表面張力41—47。
電池級CMC 速溶的羧甲基纖維素(型號SY-701)
SY-701在常溫水中渙散性好、溶解速度快,并具有優越的穩定性及流變性,10-20分鐘即可溶解構成膠體。因為溶解速度快且不需求機械加速渙散溶解,所構成的膠體穩定性好,粘度不易下降。
網站:http://www.songbaihuagong.net/
7. 瑞翁株式會社 ZEON—SBR廠家
1950年創立,瑞翁的基礎材料被用于汽車的各種零部件。瑞翁作為耐熱耐油特殊合成橡膠的先鋒而領先世界。彈性體材料事業的主要經營產品有合成橡膠SBR、合成膠乳、化成品等。
負極用粘結劑(水系)---- 面對鋰離子電池日益增加的高容量化市場需求,瑞翁在負極的高密度化以及Si活物質應用等方面進行了研究開發。新產品具有以下特點:聚合物在電解液中具有更高的反復拉伸強度,可較好抑制充放電過程中產生的極片膨脹。
網站:https://www.zeon.co.jp/cn/
8. 日本A&L—SBR廠家
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Nippon A&L Inc.,作為住友化學株式會社和三井化學株式會社于1999年7月1日出資的合并公司,化學株式會社主要有ABS樹脂業務和SBR乳膠業務。業務內容為ABS樹脂、SBR膠乳的制造、銷售、研發等。乳液聚合產品從標準等級到超耐熱、擠出、電鍍、阻燃等特殊等級,A&L根據汽車零部和電力等各種成型方法和應用,提供獨特等級的陣容。
SBR 代表產品有Narustar? SBR系列。物理特性表如下所示:
網站:https://www.n-al.co.jp/globalmap/
9. JSR株式會社—SBR廠家
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JSR Corporation 于 1957 年 12 月制定了《合成橡膠制造業務特別措施法》,目的是在國內生產合成橡膠。JSR的電池粘合劑JSR TRD系列作為一種電池粘合劑,即使在充放電數千次后仍能保持電極結構,并通過充分利用自成立以來培養的乳液技術實現長電池壽命,深受好評。
JSR根據電池容量和電壓的增加提出最合適的電池粘合劑。JSR TRD 系列通過控制粒子形態和納米級尺寸提高對活性材料和集電器的附著力,并通過控制電解質親和力控制電流。設計旨在保持低電阻并考慮電池材料所需的特性。
網站:https://www.jsr.co.jp/
10. 巴斯夫BASF—SBR廠家
巴斯夫在全球擁有約110,000名員工,為幾乎所有國家、所有行業的客戶成功作出貢獻。巴斯夫的產品分屬六大業務領域:化學品、材料、工業解決方案、表面處理技術、營養與護理、農業解決方案。
SBR代表產品:Butonal ? NX 4190
Butonal ?? NX 4190 是一種機械穩定的乳膠聚合物分散體。Butonal ?? NX 4190 為集料提供優異的內聚力和粘附性能,并顯著提高了殘余物的性能,例如強制延展性、韌性和韌度、彈性恢復和軟化點。
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~ 250 - 2000?(EN ISO 3219, 100 1/s, 23°C)
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網站:https://www.basf.com/global/en.html
11. 藍海黑石—PAA廠家
藍海黑石自2007年成立至今,自主研發且已成功轉化的新能源材料有:鋰離子電池極片制造與隔膜涂覆專用水性粘結材料PAA、水性CNT導電漿料。
BA-290S 是一種丙烯酸酯類多元共聚物,該產品粘度高,機械穩定性優異,有利于對負極材料的高效分散;熱穩定性優異,具有較高的分解溫度;粘合劑電化學穩定性良好,在鋰離子電池氧化還原環境中保持穩定;良好的機械穩定性及凍融穩定性,便于加工和儲運。
BA-288C 以水為分散介質,是單一共聚物的水分散液,是一種環境友好的鋰離子電池粘合劑材料。熱穩定性優異,具有較高的分解溫度,確保在使用過程分子結構的穩定;粘合劑電化學穩定性良好,在鋰離子電池氧化還原環境中保持穩定,無任何副反應;良好的儲存穩定性,便于運輸和儲存。
網站:http://www.bobs-tech.com/
12. 長興材料—PAA廠家
長興材料創立于1964年,現階段研發的鋰離子電池材料有鋰離子電池電解液添加劑、鋰離子電池負極用水性黏著劑、鋰離子電池硅碳負極材料等。
長興鋰離子電池負極水性黏著劑產品ETERSO 1730,能在高電容量條件下,提升電池系統的循環壽命。也需具備電解液潤濕性、電化學穩定性、各成分間良好混合分散特性、環境友好。
網站:https://www.eternal-group.com/Home/CNIndex
13. 中北精細化工—PAA廠家
濟南中北精細化工有限公司建于2014年,是一家銷售、研發聚丙烯酸的綜合性化工企業。中北總部位于泉城濟南,依托山東省內的化工產業基地及全省物流基地,現已成為國內現代化標準的工業PAA生產商。多年中北一直致力于PAA的研發、銷售和應用,現已發展成為年銷售量數萬噸大型化工綜合企業。
濟南中北以雄厚的資金和技術力量為依托,以先進的檢測標準和完備的生產設施為保證,憑借著高品質的產品,良好的信譽,良好的服務,產品暢銷近三十多個省、市、自治區。
網站:http://www.jubingxisuanna.cn/
14.成都茵地樂-- LA132/LA133廠家
茵地樂成立于2000年,是一家專業從事鋰離子電池專用水性粘合劑的研發、生產與銷售的高科技企業;公司多年的專注與辛勤耕耘,建立了獨特的鋰離子電池專用粘合劑結構理論和制備技術,擁有多項國際國內發明專利。所生產的LA型水性粘合劑,LA132、LA133已成為行業資深品牌。
LA132/LA133產品特性:顯著降低電池直流內阻DCR;改善電池低溫大電流放電性能;延長電池循環壽命(包括0℃循環);耐電解液,極片溶脹小;穩定性好,耐高速剪切,耐凍融;高速輥壓不粘輥,改善極片加工性能。
網站:http://www.cd-ydl.com/
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):100?200(2%)
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):100?200
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):200?300
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):300?500
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):500?800
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):1000?1300
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):1300?2000
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):200?300
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):2500?4500
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):1500?2500
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1% 溶液 *粘度 (mPa?s):4000?6000
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CMC具有一定的懸浮穩定性,透網率好,可解決電池極片開裂,可提升鋰電池的容量等
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CMC具有強的粘結力,較好的熱穩定性、導電性及電化學特性
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具有杰出的機械穩定性及可操作性,并具有很高的粘結強度
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在常溫水中渙散性好、溶解速度快,并具有優越的穩定性及流變性
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聚合物在電解液中具有更高的反復拉伸強度,可較好抑制充放電過程中產生的極片膨脹
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通過控制粒子形態和納米級尺寸提高對活性材料和集電器的附著力
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機械穩定性優異,熱穩定性優異,粘合劑電化學穩定性良好
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原文始發于微信公眾號(艾邦高分子):鋰離子動力電池負極材料粘結劑14家企業盤點