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成果 | 锂电池硅基负极水性胶粘剂的介绍及最新发展趋势

成果 | 锂电池硅基负极水性胶粘剂的介绍及最新发展趋势 飞顿科技
2025-03-20
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在新能源汽车以及电子产品迅速发展的今天,续航焦虑几乎成了每个人都会遇到的难题。

目前锂电池多使用石墨负极材料,石墨负极材料虽然具有稳定性高、导电性好等优点,但其理论容量已经接近上限,难以满足日益增长的高能量密度需求。

硅基负极材料因其极高的理论比容量,成为了新一代锂电池负极材料的热门候选,其配套产业也迎来了发展机遇,负极材料粘结剂就是其中之一。


硅基负极材料潜力巨大



在石墨负极逐渐难以满足更高能量需求的情况下,硅基负极或将引领负极材料新趋势。

硅基负极材料的理论容量远高于石墨负极材料,大幅提高电池的能量密度和续航能力。



机遇和挑战并存——“小而美”的粘结剂



虽然硅基负极材料有望成为下一代负极材料,但是,硅基负极材料在充放电过程中会发生巨大的体积变化,这成为其产业化应用的一大难题。

硅在完全锂化时,体积膨胀超过300%,这会导致诸多问题,比如:

1

体积膨胀产生巨大内部应力,易使硅负极材料产生裂纹甚至粉化。

2

这种效应使电极材料易与集流体失去接触,导致活性材料脱落,电池容量迅速下降。

3

体积膨胀易形成不稳定的SEI膜,随着硅体积变化,SEI膜破裂并持续消耗电解液中的锂离子,造成不可逆的容量损失和初始充电效率降低。

这种巨大的体积变化使得传统的石墨负极粘合剂无法适用于硅基负极材料。

粘结剂作为电池中的非活性物质,在电极片中用量较少,但粘结剂性能的优劣直接影响电池的容量、寿命及安全性。同时,粘合剂在锂电材料中的成本占比仅为1%,毛利率高于其他材料。

如果能开发出稳定的硅基负极专用粘合剂,既可以推动硅基负极材料商业化,又能借助新能源的风口乘势而上。


新型负极粘结剂推动硅基负极材料商业化



为了解决硅基材料膨胀带来的难题,Findunm团队针对硅基负极材料的特点,开始进行专用粘合剂的研发工作。

经过长期的创新积累,目前已经取得了阶段性的成果,开发的专用粘合剂做到了

1)高拉伸;

2)高弹性模量;

3)自修复等特点。


随着硅基负极在动力电池领域渗透加速,未来产业化和规模化将降低硅基售价,叠加中游材料厂让利等因素,硅基负极性价比将逐渐提升。贝特瑞、杉杉股份实现硅基负极量产及批量供货,璞泰来、石大胜华、CATL等公司处于布局、中试或研发阶段。配合专用粘合剂的进一步研发和优化,我们有理由相信,硅基负极将成为未来锂电池领域的主流材料,为新能源汽车、可穿戴设备以及其他便携式电子产品的发展提供更为强大的动力支持。


我们期待与更多对此技术感兴趣的伙伴携手合作,共同推动硅基负极材料的产业化进程,为构建更加绿色、高效、可持续的能源体系贡献力量!





关于Findunm

Findunm是一个充满活力的年轻科研团队。开发理念:从分子层面进行设计,探索材料的无限潜能。团队以市场需求为导向,依托聚氨酯、丙烯酸和环氧三大技术平台,不断开发功能性聚合物,应用于高性能涂料和特种胶粘剂两个领域。

Findunm团队一直致力于解决产业技术难题,为企业和个人提供技术开发服务和产品创新解决方案,帮助客户满足国内外市场对产品功能和环境保护所提出的各种富有挑战性的要求。



Findunm课题组,从分子层面设计,探索材料无限可能。致力于将工艺与材料相结合,推动行业新技术的应用和发展。


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