您知道粘合剂在硅阳极中起着至关重要的作用吗？

在您的生活中，您可能接触过各种电子产品，然后您可能不知道其中的某些组件，例如其中可能包含的硅阳极，然后让编辑带领所有人学习硅阳极。粘合剂在硅阳极中的作用极为关键。
粘合剂的主要功能是提供强大的粘合力，以保持电极结构的完整性，并确保锂离子电池循环充放电的正常进行。硅（Si）基负极材料具有较高的理论比容量（4200 mAh / g），并且是插入和除去锂的合适平台。
它是锂离子电池的理想大容量负极材料。在充放电过程中，Si的体积变化达到300％以上，剧烈的体积变化产生的内应力容易使电极粉化和剥落，从而影响循环稳定性。
大多数研究涉及两种主要类型的粘合剂：PVDF（聚偏二氟乙烯）和CMC（羧甲基纤维素）。在锂离子电池中，粘合剂是影响电极结构稳定性的重要因素之一。
根据分散介质的性质，锂离子电池粘合剂可分为以有机溶剂为分散剂的油性粘合剂和以水为分散剂的水基粘合剂。首先让我谈谈PVDF。
它的分子链简单灵活，与硅颗粒的相互作用主要是由F和H原子形成的弱范德华力。鉴于相对较弱的力，当硅颗粒中插入锂（对应于电池充电过程）时，体积膨胀至三倍，该力将被削弱和破坏，并且多次充电和放电的结果是硅颗粒被粉碎并破裂。
此时，PVDF无法将粒子聚集在一起，并且在微观方面，粒子之间的电接触减弱甚至消失，这直接导致宏观电池容量的迅速下降。在锂离子电池的大规模生产中，PVDF通常用作粘合剂，而有机溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮（NMP））用作分散剂。
PVDF具有良好的粘度和电化学稳定性，但电子和离子导电性较差，有机溶剂易挥发，易燃，易爆且有毒； PVDF仅与范德华力弱的硅基负极材料连接，不能适应Si剧烈的体积变化。传统的PVDF不适合用于硅基负极材料。
让我们谈谈CMC，它是纤维素的衍生物。分子链包含一个刚性的六元杂环，该柔性较弱，如上图所示。
大多数研究发现，具有刚性分子链结构的CMC可以保持更好的容量。这个结果似乎不容易理解。
通常，具有良好挠性的粘合剂具有较大的变形程度，因此在接受硅颗粒的膨胀并保持硅阳极的结构完整性方面应该稍好一些。 SBR / CMC具有良好的粘弹性和分散性，已被广泛用于大规模生产石墨阳极。
WR Liu等。发现（SBR / CMC）/ Si电极可在1000 mAh / g恒定容量（0〜1.2 V）下充电和放电60个循环，其电化学性能优于PVDF / Si电极，但60个循环不足说明循环稳定性。
右上图显示了三块体膜（CMC膜，PVDf膜和SBR-CMC膜）的相应应力-应变曲线。从图中可以看出，CMC块状膜比较脆，断裂伸长率只有5-8％。
相对于Si颗粒，最大体积变化为300％只是桶中的一滴水。即使具有出色的SBR（丁苯橡胶）弹性，其断裂伸长率仍低于13％，而在相同条件下，PVDF可以达到20％以上。
尽管PVDf的断裂伸长率远高于CMC，但在循环充放电曲线中没有优势。相反，使用CMC的循环稳定性最佳。
相信通过阅读以上内容，大家对硅阳极有一个初步的了解，希望大家在学习过程中做个总结，以便不断提高自己的设计水平。