Lithiumbatterie-Bindemittel wie PVDF, CMC, PAA usw.
Jun 15, 2025
Die Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) bestehen hauptsächlich aus elektrochemisch aktiven Elektrodenmaterialien, leitfähigen Additiven, Bindemitteln, Stromkollektoren und weiteren Komponenten. Bindemittel spielen dabei eine entscheidende Rolle. Sie können aktive und leitfähige Materialien fest mit dem Stromkollektor verbinden und so eine vollständige Elektrodenstruktur bilden. Sie verhindern das Ablösen oder Abblättern aktiver Materialien während des Lade- und Entladevorgangs und sorgen gleichzeitig für eine gleichmäßige Verteilung der aktiven Materialien und leitfähigen Substanzen. Dies ermöglicht die Bildung eines günstigen Elektronen- und Ionentransportnetzwerks und erleichtert so den effizienten Transport von Elektronen und Lithiumionen. Zu den derzeit als Elektrodenbinder verwendeten Substanzen gehören Polyvinylidenfluorid ( PVDF) , Carboxymethylcellulose (CMC), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyacrylnitril (PAN), Polyacrylsäure ( PAA ), Polyvinylalkohol (PVA), Natriumalginat (Alg), β-Cyclodextrinpolymer (β-CDp), Polypropylenemulsion (LA132), Polytetrafluorethylen ( PTFE ) usw. sowie funktionalisierte Derivate der oben genannten Polymere oder Copolymere, die aus Monomeren gebildet werden. Bei Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sollte die ideale Bindemittelleistung Folgendes umfassen: (1) chemische und elektrochemische Stabilität in einem gegebenen Elektroden-/Elektrolytsystem, Beständigkeit gegen Elektrolytkorrosion und kein Auftreten von Redoxreaktionen innerhalb des Betriebsspannungsbereichs; (2) Es sollte eine gute Löslichkeit mit schneller Auflösungsrate und hoher Löslichkeit in Lösungsmitteln aufweisen. Die erforderlichen Lösungsmittel sollten sicher, umweltfreundlich und ungiftig sein, wobei Lösungsmittel auf Wasserbasis bevorzugt werden sollten. (3) Es sollte eine moderate Viskosität aufweisen, um das Mischen der Aufschlämmung zu erleichtern und die Stabilität der Aufschlämmung aufrechtzuerhalten, und gleichzeitig über eine starke Haftung verfügen, was zu Elektroden mit hoher Abziehfestigkeit, hervorragenden mechanischen Eigenschaften und geringem Bindemittelverbrauch führt; (4) Es sollte eine gute Flexibilität aufweisen, um Biegungen während der Elektrodenhandhabung und Volumenänderungen der aktiven Materialpartikel während der Lade-Entlade-Zyklen von LIBs zu tolerieren. (5) Es sollte in der Lage sein, mit leitfähigen Mitteln ein ideales leitfähiges Netzwerk zu bilden, das zu Elektroden mit guter elektrischer Leitfähigkeit und Lithiumionen-Leitfähigkeit führt; (6) Es sollte allgemein verfügbar und kostengünstig sein. In diesem Artikel werden die jüngsten Forschungsergebnisse im Zusammenhang mit Bindemitteln für LIB-Elektroden zusammengefasst. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Einführung in die Haftmechanismen von Bindemitteln in Elektroden und den in aktuellen LIB-Elektroden üblicherweise verwendeten Bindemitteln auf Öl- und Wasserbasis. 1 Adhäsionsmec...
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