PAA粘合剂在锂电池应用具有的性能优势

动力电池市场需求爆发给一些用量小，成本占比低但又不可或缺的关键辅材提供了良好的发展机会。

粘合剂作为锂离子电池中的一种必备辅材，成本占比不到1%，用量一般为活性材料的2%-5%，其作用是将正负极材料和导电剂牢固地粘接在金属集流体上，增强活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的接触，同时稳定极片的结果，构成电池正负极极片。

作为电极活性材料的连接媒介，粘合剂对电池内阻、首效、倍率、高温等性能都会产生影响，因此选择合适的粘合剂产品对提升电池的性能至关重要。总体要求是其欧姆电阻要小、在电解液中性能稳定、低膨胀、不松散、不脱粉。

锂离子电池粘合剂根据分散介质的性质，可分以NMP、DMF、DMSO等有机溶剂为分散剂的油性粘合剂和以水为分散剂的水性粘合剂两大类。

油性粘合剂主要有PVDF、PAN、PI等，目前正极材料搅拌采用的粘合剂以PVDF为主，需要加入NMP溶剂配合使用，应用占比高达90%。

水系粘合剂主要有SBR(丁苯乳液)、CMC(羟甲基纤维素)、PTFE(聚四氟乙烯乳液)、PAA(聚丙烯酸酯)等。相比于油性粘合剂，水性粘合剂环保、廉价且使用更安全，逐渐得到推广，目前主要应用在负极领域。

其中，SBR/CMC具有良好的粘弹性和分散性，已广泛用于石墨类负极的规模化生产中。PAA易于合成,可溶于水和一些有机溶剂，具有高粘接、低用量、高首效、低反弹等优异性能，其市场占有率呈现逐年攀升的趋势。

作为国产水性粘合剂的代表，四川茵地乐材料科技集团有限公司（下称茵地乐）是PAA粘合剂用于锂电领域的开创者和践行者，针对锂动力电池和储能电池产品性能提升的需求，公司的PAA粘合剂产品也在同步进行迭代升级。

茵地乐成立于2000年，是国内率先研发应用PAA锂电粘合剂体系的企业，其第一代LA133型水性粘合剂已成为行业经典产品，2015年开发出具有高粘接、低用量、长循环、高首效优势的第二代LA136D/DL型水性粘合剂；2022年，茵地乐进行产品技术升级，开发出第三代LA612M/ML型水性粘合剂，满足硅碳负极、大圆柱和钠离子电池等应用场景的新需求。

在2022高工锂电材料大会上，茵地乐研发经理陶伟在“水性粘合剂的升级之路”的演讲中指出，PAA粘合剂具有优异的热稳定性和电化学稳定性，其热分解温度≥320℃，在使用过程中保持稳定，0~5V具有良好的电化学稳定。

整体来看，PAA粘合剂在锂电池应用具有以下性能优势：

一是PAA粘合剂具有强粘结性，可以提升锂电池的能量密度。与其它水性粘合剂体系相比，在1.5PAA的胶用量下拥有更强的剥离力，从而使能量密度提升。

二是PAA粘合剂可以显著提升负极材料首次效率。在LFP电池中，PAA粘合剂可以改善负极首次效率，提高电池整体效率，进而降低电池制造成本。

三是PAA粘合剂能有效抑制极片反弹，能包覆在活性材料表面和颗粒间，形成高粘合力能够有效的减少极片在充放电过程中因体积膨胀造成的脱落现象。

四是PAA粘合剂能提升电池低温性能，改善电池低温大电流放电性能。

陶伟表示，茵地乐主打产品LA133以及升级产品LA136D具有显著降低电池直流电阻DCR、改善电池低温大电流放电性能、延长电池循环寿命、提升电池能量密度以及电池极片满电反弹小等特点，对动力和储能电池性能提升有积极作用。

在产品开发升级路径方面，茵地乐首先对材料进行分子结构设计，再到改善其加工性能和动力学性能，最终实现功能“一体化”的自主开发和技术应用。

目前，茵地乐的粘合剂多系列产品已经全面覆盖锂电负极、正极、隔膜以及功能助剂等应用领域，实现年产能达6万吨。

审核编辑：刘清