Page 233 - 精细化工2019年第9期

第 9 期 谢功山，等: 锂离子电池用水性聚氨酯粘结剂的制备与性能 ·1961·

下降较快。另外，从图中可以明显看出，以 WPU2 率可达到 97.7%。表明水性聚氨酯在锂离子电池粘
和 WPU3 为粘结剂制备的电池放电比容量要明显高 结剂上具有广阔的应用前景，为了进一步提高电池
于 WPU1 和 PVDF 的电池，这可能是由于 WPU2 和 性能仍需要不断的研究。
WPU3 在铝箔上的粘结性能较好，使得导电剂和活
参考文献：
性物质能够紧密地粘附在集流体上，从而有利于锂
[1] He J, Zhong H, Zhang L. Water-soluble binder PAALi with terpene
离子的传输。
resin emulsion as tackifier for LiFePO 4 cathode[J]. Journal of
图 9 为 4 种粘结剂制备的锂离子电池倍率曲线， Applied Polymer Science, 2018, 135(14): 46132.
电流密度从 0.2 C 到 10 C 最后回到 0.2 C，从图中可 [2] Liu Z, Li H, Zhu M, et al. Towards wearable electronic devices: A
quasi-solid-state aqueous lithium-ion battery with outstanding
以看出，以 WPU2 为粘结剂的电池倍率性能最好， stability, flexibility, safety and breathability[J]. Nano Energy, 2017,
在 5 C 的电流密度下放电比容量仍有 40 mA·h/g，而 44: 164-173.
WPU1 和 PVDF 为粘结剂的电池在 3 C 的电流密度 [3] He J, Zhong H, Wang J, et al. Investigation on xanthan gum as novel
water soluble binder for LiFePO 4, cathode in lithium-ion batteries[J].
下就已无放电现象了。这可能是因为 WPU2 的电导 Journal of Alloys and Compounds, 2017, 714: 409-418.
率最高内阻小，因此，以 WPU2 为粘结剂制备的电 [4] Li Yong (李勇). Modification of carboxymethyl chitosan as water
soluble binder for lithium iron phosphate cathode in lithium-ion
池内部损失更小，从而倍率性能更好。
batteries[J]. Advances in New and Renewable Energy (新能源进展),
2015(3): 226-230.
[5] Chai Lili (柴丽莉), Zhang Li (张力), Qu Qunting (曲群婷), et al.
Progress of electrode binder in lithium ion batteries[J]. Chemistry (化
学通报), 2013, 76(4): 299-306.
[6] Li Lihong (李丽红), Wang Yongchang (王永常), Gao Xiang (高翔),
et al. Preparation and evaluation of a new water-based binder for
sulfur cathode in lithium–sulfur batteries[J]. Journal of Chemical
Engineering of Chinese Universities（高校化学工程学报）, 2017,
31(3): 669-678.
[7] He Jiarong (何嘉荣), Zhong Gaoxiang (仲皓想), Shao Dan (邵丹),
et al. Research progress of water soluble binders for lithium iron
phosphate cathode in lithium-ion batteries[J]. Advances in New and
Renewable Energy (新能源进展), 2015(3): 231-238.

图 9 4 种粘结剂制备锂离子电池的倍率曲线 [8] Ye Liqiang (叶利强), Fu Dongju (符冬菊), Cheng Yuelong (程月龙),
Fig. 9 Magnification curves of lithium ion battery prepared et al. Research progress in binders of Si-based anodes for Li-ion
by four binders battery[J]. Battery Bimonthly (电池), 2014, 44(4): 238-240.
[9] Jiang Dajian ( 江大 健 ). Preparation and study of solvent-free
waterborne polyurethane artificial leather adhesive[J]. Chemical
3 结论 Enterprise Management (化工管理), 2014, 42(35): 164.
[10] Yang Wenjing (杨文静), Wang Qihui (王琪辉), Li Xueming (黎学
（1）通过红外分析表明，已成功合成了 3 种不 明 ), et al. Preparation and corrosion properties of composite
同软段的 WPU。 waterborne polyurethane coating[J]. Journal of Functional Materials
(功能材料), 2016, 47(11): 46-50.
（2）通过力学性能测试可知，聚酯型 WPU 的 [11] Wang Ruobing (汪若冰). A study of the preparation and performance
拉伸强度比聚醚型 WPU 大，但断裂伸长率却没有 of water-based polyurethane ink connector for food-packaging plastic
film[J]. Journal of Heihe University (黑河学院学报), 2018, (6):
聚醚型 WPU 大。其中，WPU2 的拉伸强度最大可达
217-218.
25 MPa，而 WPU1 的断裂伸长率可达到 1100%。 [12] Yu Xianhe (俞宪和), Hu Yaqin (胡亚琴), Hu Xiaoping (胡小萍).
（3）通过 DSC 和 TG 测试可知，聚醚型 WPU Waterborne polyurethane ink leads the new trend of food packaging
printing[J]. Chemical Enterprise Management (化工管理), 2016,
的耐低温性更好，而聚酯型 WPU 的耐热性更佳，
(32): 296-297.
其中，WPU1 的玻璃化转变温度为52 ℃，WPU2 [13] Zhang Wei (张威), Xu Hengzhi (徐恒志), Wang Manyi (汪满意), et
的初始分解温度为 287.8 ℃。 al. Properties of aqueous polyurethane prepared from different soft
segment[J]. China Leather (中国皮革), 2012, 41(1): 9-20.
（4）通过电化学测试可知，3 组 WPU 为粘结剂 [14] Chen Weitao (陈维涛), Li Shucai (李树材). Study on the separation
的电池循环和倍率性能均比 PVDF 为粘结剂的电池 of waterborne polyurethane structure and microphase[J]. Paint &
好。其中，WPU2 电池的倍率性能最好，在 5 C 的 Coatings Industry (涂料工业), 2005, 35(6): 13-15.
[15] Gan Quan (干泉), Xu Hengzhi (徐恒志), Zhang Wei (张威), et al.
电流密度下仍能放电。而 WPU1 电池的循环性能最 Synthesis and properties of thermoplastic Polyurethanes with
好，在 1 C 的电流密度下经过 200 次循环容量保持 different soft segments[J]. Polyurethane (聚氨酯), 2012, (11): 68-71.