锂电池企业的高镍体系下粘结剂的创新与应用

目前国内量产高镍电池仍有较多问题暂未克服，未来随着技术逐渐成熟，对于材料的性能要求也将越来越高，届时新型粘结剂或将迎来“出头之日”。

2018年，是市场变革之年，也是技术革新之年。

在高能量密度压力之下，高镍系三元材料成为动力锂电材料发展的必然趋势，相应配套材料也开始进行产品升级，硅碳系负极、薄型化的干湿法隔膜、高电压的电解液等新材料导入开始提上日程；同时，对铜箔铝箔、导电剂、粘结剂等锂电池辅材也提出了更高的要求，相关材料企业开始进行产品升级。

以粘结剂为例，目前正极材料中常用的粘结剂主要为PVDF，该类粘结剂需要加入NMP溶剂配合使用。而当正极材料选择高镍体系时，随着容量增大，材料中的残碱含量也变得越来越高，PVDF在强碱环境下，将产生分解反应，造成氟化氢脱离，使浆料凝胶；同时，高镍正极表面会发生部分副反应，将造成二次粒子崩溃，导致电池中导电性下降。

在此背景下，粘结剂的创新及应用就成为锂电池企业及配套供应商的关注热点。

针对此现象，瑞翁集团开发出一款新型无氟粘结剂，可以代替传统PVDF。日本瑞翁株式会社Zeon主席研究员王键博士表示：“公司做了很多实验，例如测试浆料的稳定性，用NCA做和浆实验，分别用PVDF和新型无氟粘结剂做的浆料，放到干燥房静置几天后，PVDF出现凝胶状态，而新型无氟粘结剂没有出现凝胶现象。”

“新研发的无氟粘结剂和活性物质的亲和性更好，在表面形成类似SEI的保护膜，可以让充放电反映更均匀，从而减少内部应力的发生。”王键博士表示，目前国内已经有大厂采购，处于中试阶段。

尽管已经有企业针对性研发出新型产品，但调研国内电池企业发现，目前该款产品并未开始应用在产品中，处于探索阶段。

多家电池企业的一致共识是，目前传统PVDF可以满足高镍正极材料的需求，暂时不会更换新型添加剂。针对高镍正极中残碱含量较高的情况，主要是通过添加其它成分来中和碱性，将PH值降低；同时，强碱的环境不止影响PVDF的使用，对其它材料性能也会有所影响，因此必须控制残碱含量，而不是简单的换粘结剂就可以解决问题。

比亚迪CTO刘卫平表示：“目前公司还是采用的传统PVDF，还没用其它新型的粘结剂，主要是通过技术处理高镍正极材料中强碱的问题。”

“通过添加其它材料去中和碱性，控制高镍正极材料中PH值，并控制水分含量，避免凝胶现象出现。”亿纬锂能研发总监邹友生表示。

业内人士表示，目前国内量产高镍电池仍有较多问题暂未克服，未来随着技术逐渐成熟，对于材料的性能要求也将越来越高，届时新型粘结剂或将迎来“出头之日”。