正極漿料由活物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑及溶劑組成。粘結(jié)劑是正極漿料中重要的組分，粘結(jié)劑將各種顆粒粘接在一起，形成了具有粘附性的漿料，將其與金屬箔緊密粘接在一起。
好的粘結(jié)劑，不僅有利于電池能量密度的提高，對(duì)于電池內(nèi)阻也有明顯的降低作用，對(duì)電池的電化學(xué)性能也具有重要的影響。
粘結(jié)劑分為水系和油系粘結(jié)劑，對(duì)應(yīng)的溶劑有水系的去離子水和油系的NMP溶劑。
目前正極材料中常用的粘結(jié)劑主要為PVDF，該類粘結(jié)劑需要加入NMP溶劑配合使用。而當(dāng)正極材料選擇高鎳體系時(shí)，隨著容量增大，材料中的殘堿含量也變得越來(lái)越高，PVDF在強(qiáng)堿環(huán)境下，將產(chǎn)生分解反應(yīng)，造成氟化氫脫離，使?jié){料凝膠；同時(shí)，高鎳正極表面會(huì)發(fā)生部分副反應(yīng)，將造成二次粒子崩潰，導(dǎo)致電池中導(dǎo)電性下降。
在此情況之下，業(yè)內(nèi)正在研發(fā)新型粘結(jié)劑以替代傳統(tǒng)產(chǎn)品，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鋰電池性能提升。
而作為影響鋰電池性能的關(guān)鍵輔材，導(dǎo)電劑的創(chuàng)新與發(fā)展備受行業(yè)關(guān)注。
目前，鋰電池領(lǐng)域常用的導(dǎo)電劑材料包括炭黑類、導(dǎo)電石墨類、VGCF（氣相生長(zhǎng)碳纖維）、碳納米管以及石墨烯等。
從應(yīng)用趨勢(shì)來(lái)看，行業(yè)正在不斷探尋結(jié)合炭黑、碳納米管和石墨烯的復(fù)合導(dǎo)電劑配方方案，鋰電池添加劑將以復(fù)合導(dǎo)電劑材料為主。而具體到單類導(dǎo)電劑材料中，企業(yè)也在不斷尋求突破。
在2020先進(jìn)電池材料集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院副教授賀艷兵在“鋰電池粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑與固態(tài)電池研究”主題演講中指出，介紹了清華大學(xué)與日本大金企業(yè)在新型粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑方面的研發(fā)進(jìn)展。
賀艷兵指出，在高鎳材料體系下，普通的鋰電池粘結(jié)劑已經(jīng)無(wú)法滿足提升電池性能和安全性的需求。
對(duì)此，賀艷兵介紹了清華大學(xué)與日本大金公司合作研發(fā)的一款新型粘結(jié)劑VW770，其性能與傳統(tǒng)的PVDF5130型號(hào)相比，NCM811體系+VW770在循環(huán)性、極片柔韌性、漿料穩(wěn)定性倍率性、高低溫存儲(chǔ)及放電測(cè)試性能等方面都擁有較好的表現(xiàn)。
在導(dǎo)電劑方面，清華大學(xué)與日本大金公司合作研發(fā)了一種單壁CNT導(dǎo)電劑，在NMC622/LCO材料上進(jìn)行測(cè)試表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
以扣式電池-NMC622體系為例，多壁添加1%的效果與添加單壁0.04%的膜片電阻相近；添加0.08%單壁CNT+0.4%SP的漿料最穩(wěn)定。從循環(huán)結(jié)果得出，0.08%單壁CNT+0.4%SP與1%多壁CNT循環(huán)性能最佳。
而在扣式電池-LCO體系方面，單壁CNT的LCO電池倍率性能優(yōu)于SP和多壁CNT，高電壓LCO組別采用0.06%單壁CNT+0.4%SP復(fù)合導(dǎo)電劑具有較好的性能。
賀艷兵表示，單壁CNT導(dǎo)電漿料相比對(duì)比組多壁CNT和SP導(dǎo)電劑漿料在極片電阻和粘接性方面都有優(yōu)勢(shì)。
