高鎳材料在生產應用中存在一些問題:隨著鎳含量的增加,因其充放電過程中發生多次相變而導致容量衰減;其表面LiOH、Li2CO3總量增高,會出現勻漿過程中漿料易凝膠、電池高溫存儲易產氣等問題;熱穩定性變差。這涉及到材料與電解液、粘結劑、導電劑等的匹配問題。 粘結劑可以增強活性材料和導電劑以及集流體之間的接觸,在充放電過程中保持極片的結構穩定。粘結劑的性能,如粘結力、柔韌性、耐堿性、親水性等,直接影響電池的性能,通過改進粘結劑來優化電池整體性能是一種簡單實用的方法。目前商業化鋰離子電池中廣泛應用的聚偏氟乙烯(PVDF)是一種優良的正極粘結劑,其介電常數高,電化學穩定性好,粘結性能優越。
我們采用兩種改性PVDF粘結劑,因制備工藝的不同,其分子量、高分子鏈上基團種類和位置等存在差異。膠A采用乳液聚合工藝制得,單體借助乳化劑和機械攪拌分散在水中形成乳液,再通過引發劑引發單體聚合,生成的乳膠狀聚合物經破乳、洗滌、干燥得到產品 PVDF;膠B采用懸浮聚合工藝制備,溶有引發劑的單體以液滴狀懸浮在水中進行自由基聚合,生成聚合物,經離心、洗滌、干燥制得成品。懸浮聚合工藝與乳液聚合工藝相比,因無需使用表面活性劑而后處理簡單,且雜質含量要低,產品粒徑較大,相對分子質量及分布比較穩定。 一、扣式電池制作及性能測試
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。所有裝配過程均在氬氣氣氛手套箱中進行。本實驗采用五種漿料配方(見表1),考察粘結劑總含量為2%時,其組成對NCM622體系的影響,包括漿料、極片性能及NCM/Li半電池的容量發揮性能。
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