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電池綜合性能提升背后的粘結劑因子
時間:2020-04-23 08:25來源:中國電池聯盟 作者:龍闕
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2020年，鋰電行業發展趨勢很大程度上將會轉換“跑道”。基于此，鋰電池全產業鏈企業將面臨較大抉擇，而如何研判產業發展趨勢，將直接影響產業鏈企業的戰略決策。
公開數據顯示，今年一季度我國動力電池市場規模同比降幅要大于出貨量同比降幅，究其原因，主要是因為動力電池成本與價格的下降。
從市場走勢來看，鋰電池正極材料整體價格將繼續下降，負極整體價格也將繼續呈下行趨勢，主要以人造石墨為主。
從2020年一季度數據來看，我國動力電池價格同比、環比皆有所下降，分析來看，主要是因為動力電池需求量不足，企業之間競爭較為激烈，明顯是在打“價格戰”。
受疫情影響，鋰電池產業鏈各個環節存在降本需求，在所難免，但不應只是片面的壓低價格，而應該在如何提升效率和良品率，去除不良損失等方面入手，進而降低產品的綜合成本，實現有效降本。
目前，從全球鋰電池產業競爭格局來看，國內企業明顯加快了海外市場的布局。由此來看，龍頭企業將進入新的擴產周期。毫無疑問，擁有核心技術、率先進入供應鏈的國產鋰電企業將獲得更大受益空間，尤其是在保障安全方面的產品創新與技術突破。
鋰離子電池產品安全性能的高低，直接影響著新能源汽車的安全。此外，鋰電池生產工藝流程相對較為復雜，以動力電池生產為例，其生產線是一條流水線，包括勻漿、涂布、輥壓、分切、疊片、裝配、封裝、注液、化成、老化、分容、質檢等一系列流程。
而且，流水線生產要確保每個環節的操作時間相同，且不能出現任何質量上的瑕疵，任何一個工藝出現問題都將會促使整條線的停機。在此情況下，鋰電池用粘結劑就顯得非常重要了。
粘結劑是鋰離子電池材料中技術含量較高的附加材料，是將電極片中活性物質和導電劑粘附在電極集流體上的高分子化合物，雖然在電極片中用量較少，但其性能的優劣直接影響電池的容量、壽命及安全性。
隨著鋰離子電池產業的不斷發展，對粘結劑的性能要求也在不斷提高，新型結構的鋰離子電池需要粘結劑具有優異的力學性能。所以，鋰離子電池用新型高性能粘結劑已成為鋰離子電池關鍵材料研發的重要發展方向之一。
目前，得到廣泛應用的鋰離子電池粘結劑主要包括聚偏氟乙烯（PVDF）、丁苯橡膠（SBR）乳液和羧甲基纖維素（CMC）等。
以CMC為例，CMC是研究較多的纖維素類粘結劑，是纖維素的羧甲基化衍生物，是一種離子型鏈狀高分子水性粘結劑，吸水溶脹后形成透明的黏稠膠液，具有不易發酵、穩定性好、價格低廉、安全環保等優點。
CMC制作過程
與甲基纖維素（MC）和乙基纖維素（EC）等纖維素相比，CMC作為鋰電池用粘結劑時，對石墨負極會展現出優異的電化學性能。
首先，CMC具有良好的漿料流變性，可保證穩定加工；提高石墨與銅箔的附著力，從而延長單元電池的使用壽命。
此外，CMC具有極高的漿料穩定性，可保證穩定加工；提高石墨與負極的粘合力，從而延長單元電池的使用壽命；低用量高效，可極大地降低單元電池的非活性成分含量。
除此之外，CMC還是高容量硅負極材料的優良粘結劑，CMC中的羧基官能團與硅表面的氧化硅（SiOx）和硅醇（-Si-OH）基團產生氫鍵或共價鍵作用力，能增強硅顆粒以及硅顆粒與集流體之間的粘結。
為了更好的提升鋰離子電池操作人員在混料、涂布、極片制作的技術水平，加強他們在生產過程中突發工藝問題的解決能力，電池聯盟、中國綠色供應鏈聯盟電池專委會、中國電子節能技術協會電池專業委員會聯合電池聯盟將于5月13-15日，召開“鋰離子電池前工序技術暨CMC工藝培訓”。
培訓內容包括CMC的作用與使用、CMC的制造方法、CMC級別的重要性、CMC的品質與漿料特性的關系、CMC的品質與電池品質的關系、如何挑選電池用的CMC等。
培訓結業考核合格者頒發工業和信息化人才培養工程培訓基地、中國電子節能技術協會“鋰電池生產崗位操作專項技術”證書。此外，通過培訓考核的學員信息錄入到協會官方數據庫中，終生可享受免費推薦工作單位。
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