高鎳材料在生產(chǎn)應(yīng)用中存在一些問(wèn)題:隨著鎳含量的增加,因其充放電過(guò)程中發(fā)生多次相變而導(dǎo)致容量衰減;其表面LiOH、Li2CO3總量增高,會(huì)出現(xiàn)勻漿過(guò)程中漿料易凝膠、電池高溫存儲(chǔ)易產(chǎn)氣等問(wèn)題;熱穩(wěn)定性變差。這涉及到材料與電解液、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑等的匹配問(wèn)題。 粘結(jié)劑可以增強(qiáng)活性材料和導(dǎo)電劑以及集流體之間的接觸,在充放電過(guò)程中保持極片的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。粘結(jié)劑的性能,如粘結(jié)力、柔韌性、耐堿性、親水性等,直接影響電池的性能,通過(guò)改進(jìn)粘結(jié)劑來(lái)優(yōu)化電池整體性能是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。目前商業(yè)化鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的聚偏氟乙烯(PVDF)是一種優(yōu)良的正極粘結(jié)劑,其介電常數(shù)高,電化學(xué)穩(wěn)定性好,粘結(jié)性能優(yōu)越。
我們采用兩種改性PVDF粘結(jié)劑,因制備工藝的不同,其分子量、高分子鏈上基團(tuán)種類(lèi)和位置等存在差異。膠A采用乳液聚合工藝制得,單體借助乳化劑和機(jī)械攪拌分散在水中形成乳液,再通過(guò)引發(fā)劑引發(fā)單體聚合,生成的乳膠狀聚合物經(jīng)破乳、洗滌、干燥得到產(chǎn)品 PVDF;膠B采用懸浮聚合工藝制備,溶有引發(fā)劑的單體以液滴狀懸浮在水中進(jìn)行自由基聚合,生成聚合物,經(jīng)離心、洗滌、干燥制得成品。懸浮聚合工藝與乳液聚合工藝相比,因無(wú)需使用表面活性劑而后處理簡(jiǎn)單,且雜質(zhì)含量要低,產(chǎn)品粒徑較大,相對(duì)分子質(zhì)量及分布比較穩(wěn)定。 一、扣式電池制作及性能測(cè)試
扣式電池采用CR2032型電池殼,以NCM622極片為正極,鋰金屬片為負(fù)極,加入隔膜,滴加適量電解液,添加劑為氯乙烯,最終沖壓封口制作成NCM/Li半電池。所有裝配過(guò)程均在氬氣氣氛手套箱中進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)采用五種漿料配方(見(jiàn)表1),考察粘結(jié)劑總含量為2%時(shí),其組成對(duì)NCM622體系的影響,包括漿料、極片性能及NCM/Li半電池的容量發(fā)揮性能。
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