小ME知識講堂：關於SBR粘結劑這些知識你知道嗎

什麼是SBR?

鋰電用SBR是一種丁苯膠乳，水性粘結劑，是由苯乙烯(Styrene) 和丁二烯(Butadiene)單體以水為介質加入乳化劑引發劑等經過乳液聚合共聚生成，狀態為固含量50%左右的水乳液。

這裡有一點需要注意為什麼油性的苯乙烯和丁二烯聚合體能夠穩定存在於水中呢?

直接說機理：SBR膠乳粒子單元是一種核殼結構，殼內是共聚物分子鏈的交聯結構，外殼是親水性的極性基團和表面活性劑。

SBR是一種是一個親水性和親油性共存的物質。

-水性基團與箔材表面基團結合形成粘結力，有利於分散性和漿料穩定性

-油性鏈段與負極石墨相結合形成粘結力，從而達到粘結的效果

SBR一些重要的參數

-粒徑

相同添加量，粒徑小就決定了粘結劑與活性物質的接觸點增多，因此可以有更高的粘結力。

多說一句，粒徑的分布一致性也是判斷SBR好壞的標準。

-交聯度

分為高交聯和低交聯度SBR，高交聯度，成膜較慢，內聚力強，伸長率低 ，而低交聯正好相反。

- Tg溫度

SBR玻璃化溫度即由高彈態轉變為玻璃態的溫度，Tg高說明材料相對不耐低溫，對鋰電而言適當低的Tg溫度有助於電池低溫性能的發揮，當然這個單一的因素也不是絕對因素，希望大家明白。

那通過什麼控制Tg溫度呢?前面說到的合成單體S-苯乙烯和B-丁二烯，分別叫S-硬單體,B-軟單體，Tg溫度分別為100℃和 -50℃，通過控制二者不同的比例來調節SBR的Tg溫度。

吸液性能

包括吸液能力和吸液膨脹性能，好的SBR要有好的吸液性能和更小的膨脹性能平衡。

伸長率

這個和SBR的彈性有關，像彈簧一樣伸長之後能恢復初始狀態，現在Si負極材料對此有更高的要求。

成膜過程

分為穩定態和不穩定態，如下圖

常見的問題

-為什麼負極漿料有飄藍現象?

說明SBR在負極漿料中不穩定，這種不穩定來自於SBR本身和石墨，導電劑，CMC的親和性，石墨等碳材料是疏水材料。這個現象會帶出接下來的問題

-為什麼負極粘輥?

排除其他外部因素，SBR飄藍上浮帶來的直接影響就是塗布後造成SBR的濃度分布差，料與箔材的粘接性變差，輥壓時就容易粘輥。

-如何改善?

從SBR本身來說我想就是通過改變顆粒表面結構，使之與石墨或CMC更親和。

從工藝上來說我們可以通過提高漿料固含量，漿料持續攪拌，注意控制塗布的烘烤溫度和風量等參數來改善。

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