近年来，锂电子电池发展迅猛，而胶粘剂用量通常占锂电池总材料的2-5%，成本占锂电池制造成为的1%以下，但胶粘剂可将锂电池性能提高5-10%，是锂电池生产的必备材料之一。

但锂电池对胶粘剂的要求不同于普通的胶粘剂，主要包括电化学稳定好、耐电解质腐蚀、耐溶剂性好、对金属有较好的粘接性能和较好的柔软性等。而水性胶粘剂不仅复合这些要求，并且还环保无污染，选用水性胶粘剂作为锂电池的胶粘剂已成为主流。

那么锂电池用水性胶粘剂又有哪些种类？

1、PVDF（聚偏氟乙烯）

PVDF是一种具有高介电常数的聚合物材料，具有良好的化学稳定性和温度特性，具有优良的机械性能和加工性，对提高粘结性能有积极的作用，被广泛应用于锂离子电池中，作为正负极粘结剂。

PVDF单体有两个氢原子和两个氟原子（—CH2—CF2），氢原子的电子偏向其他原子，被称为供体。共价键电子云偏向氟原子，因此氟原子被称为受体。

PVDF的晶形中，最稳定的是α-型，其余部分使无定形的。无定形区域对于极性分子来说是个良好的基体，锂离子可以穿透溶胀的PVDF薄层。

市场上PVDF有粉体和胶液两种类型产品，为了降低成本，大多数厂家选择购买PVDF粉体打胶后投入使用，或者直接投入制浆工艺。

影响PVDF粘结性的影响因素主要有分子量大小、结晶度、PVDF改性、正极材料及导电剂种类等。

除了PVDF粉末的溶解外，对于NMP溶剂的水分要特别控制，NMP吸水程度要比正极活物质、导电剂等材料吸水严重。NMP内部游离氨的存在、吸水后浆料pH值升高，碱性基团会攻击相邻的C-F、C-H键，PVDF很容易发生双分子消去反应，会在分子链上形成一部分的碳碳双键：共轭双键数量升高会导致浆料粘度升高，严重时会产生凝胶像果冻一样，无法进行正常涂布。

2、CMC和SBR

羟甲基纤维素钠（CMC）是一种钠盐。CMC是一种离子型线性高分子物质，纯品为白色或微黄色的纤维状粉末，无毒、无味，易溶于冷热水和极性溶剂中成为透明粘稠性溶液，在制作电极浆料的时候加入CMC，能提高浆料粘度和防止浆料沉淀。

CMC胶液与金属箔有良好的粘结性，且具有导电性能。CMC胶液粘度会随着温度的升高而降低，容易吸潮，弹性较差。丁苯橡胶（SBR）是一种水性粘结剂，一种高分子材料具有良好的耐水和耐老化性能。

相对来说SBR粘结性更强，但是其在长时间的搅拌下容易破乳，从而结构破坏，降低其粘结性，一般情况下SBR选择在搅拌后期加入。同时SBR分散效果并没有CMC好，过多的SBR会产生较大溶胀，所以也不能完全用SBR作为粘结剂。

3、聚丙烯酸（PAA）及其盐类粘接剂

聚丙烯酸是一种水溶性链状聚合物，可以与许多金属离子形成聚丙烯酸盐，如聚丙烯酸及其盐的分子链中同样具有许多含氧基团（-COOH），能够与硅碳活性材料表面形成氢键作用，赋予活性颗粒与集流体之间较强的结合力，同时还具有缓解硅基材料体积膨胀的作用，还能够改善电池的循环性能，提高电池的寿命聚丙烯酸钠，聚丙烯酸钠易溶于水，具有增稠的作用，可用于锂离子电池料浆的增稠剂。

目前有研究表明羧基含量更高的PAA比CMC-Na更适用于硅基负极材料。PAA不仅可与Si形成强氢键作用，而且能在Si表面形成比CMC-Na更均匀的类似SEI膜的包覆层，抑制电解液的分解，在Si电极材料方面的电化学性能优于CMC-Na、PVA和PVDF。PAA作为石墨负极的粘结剂时，可以在石墨电极表面形成一种膜，阻止石墨片层状剥落的过程中溶剂化锂离子的嵌入。

4、聚四氟乙烯（PTFE）

PTFE单体的分子式是（—CF2—CF2），PTFE具有良好的粘结性，能够在电极基体中形成一种弹性的网状结构，在这种结构中，活性物质不但彼此接触良好，有利于电子的传导，还可以对抗由于电极充放电造成的膨胀和收缩，能够改善锂电池的放电性能和储存寿命。PTFE在生产工艺是比PVDF简单，储存方法上要求也比较低，成本上比PVDF要低，且对环境友好。

在部分研究中发现，PTFE会增加电极的电阻，降低电极可逆性，从而降低电极的电位和放电容量。所以PTFE的用量要根据电极体系来决定。

5、聚乙烯醇（PVA）

聚乙烯醇（PVA）是一种白色至微黄色固体或者粉末，是一种常见的水溶性高分子化合物，其分子链中含有大量的羟基，可以在碳负极材料表面形成氢键，具有较好的粘结性。

其外型可分为絮状、颗粒状、粉状三种，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物。水溶液粘度随聚合度增大而增大，成膜后的强度和耐溶剂性提高。耐光性好，不受光照影响。缺点是其水溶液在贮存时，有时会出现毒变。

水性胶粘剂在正负极材料中的拓展应用是锂离子电池实现优质价廉和绿色无污染生产的必然趋势。

随着锂离子电池在我国的大规模生产,作为重要的辅助材料之一，锂离子电池用水性胶粘剂的大量原材料会开始逐步本土化，将使国内企业具有满足下游电池企业定制需求的天然优势（国外企业通常反映较慢）。

目前的研究已经充分显示其在减小电极/电解液间的界面阻抗及电池内阻，改善和提高电化学性能方面具有良好的作用，未来针对不同结构及性能的水性高分子胶粘剂材料的选用、改性及性能提升，作用机理研究和胶粘剂应用工艺方法等方面都有待系统深化研究，锂离子电池用水性胶粘剂的市场前景非常光明。