自从Sony G7 18650因为某种原因起火以后,锂电芯厂家便将油系负极逐渐淘汰掉了,但是油系负极由于其具备良好的倍率性能、低温性能而备受高倍率电池厂家的亲睐。所以,国内外使用油系的厂家还是有很多的。但是,使用油系就意味着安全性能差、长期循环差、高温性能差。
另外一方面,油系负极也采用PVDF作为粘结剂,相对于正极,负极一般都具有较大的BET,而且,铜箔的表面粗糙度相对于铝箔也要大很多,再者由于表面极性的关系,造成负极料和铜箔的粘接非常困难。往往要加入很多的PVDF才能稍有改善。但还是不能保证长期循环后的粘结剂。为了改善这一状况,日本人经过研究发现,在负极搅拌时加入草酸可以改善PVDF和铜箔的粘结。于是,草酸开始批量应用于油系负极中。至于草酸改善粘结的原理,存在很多说法,个人的观点如下:
1、草酸的低酸性会腐蚀铜箔表面,使得表面粗糙度趋于一致,改善粘结性能;我们曾经做过被草酸腐蚀后的铜箔表面的成分分析,发觉被草酸腐蚀后表面元素成分确实存在变化,主要便是氧元素增多,很有可能便是草酸与铜箔表面反应后的产物。见下面的EDS图谱:
2、在涂布过程中,由于铜箔和羧基均呈现出极性,草酸中的其中一个羧基会吸附于铜箔的表面,另一个羧基基团会与浆料微粒,或者说浆料微粒的成分发生吸附,使涂布过程中脱粉的现象得到改善。 即草酸在涂布添加剂当中主要起的是表面活性改良的作用。
3、在配料过程中,尤其是正极的配料过程中,有些PH值较高的物质,也会适当加一些草酸,主要是利用草酸的弱酸性,进行酸碱中和而防止浆料吸水凝胶。
草酸在油系负极中的应用
日期:2014-07-23 10:42
中国化学与物理电源行业协会
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