水性粘結(jié)劑SBR、CMC-Na：

　　1）簡介：SBR是應(yīng)用最廣泛的水性粘結(jié)劑，SBR是丁苯橡膠的英文縮寫，極易溶于水和極性溶劑中，具有很高的粘結(jié)強度以及良好的機械穩(wěn)定性和可操作性，用在電池業(yè)作為粘結(jié)劑，粘結(jié)劑效果良好，質(zhì)量穩(wěn)定。

　　CMC-Na：羧甲基纖維素鈉，是當(dāng)今世界上使用范圍最廣、用量最大的纖維素種類。是葡萄糖聚合度為100~2000的纖維素衍生物，相對分子質(zhì)量242.16。白色纖維狀或顆粒狀粉末。無臭，無味，無味，有吸濕性，不溶于有機溶劑。

　　2）粘結(jié)機理：SBR表面的基團與銅箔表面的基團發(fā)生縮合反應(yīng)形成化學(xué)鍵。SBR乳液本身是一個親水性和疏水性平衡的產(chǎn)物，一方面通過疏水性將石墨有機結(jié)合，另一方面通過親水性基團和銅箔表面基團發(fā)生縮合反應(yīng)。而CMC-Na作為一種穩(wěn)定劑、懸浮分散劑，對SBR具有輔助的粘結(jié)作用，同時也可讓SBR分散的更加均勻，同時利用空間電荷的排斥作用保證整個體系的穩(wěn)定。

　　3）合成方法以及檢測參數(shù)

　　SBR的合成方法：SBR是由1,3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）、苯乙烯（C6H5-CH=CH2）合成而來，一般有乳液聚合和溶液聚合兩種方法；通過調(diào)整二者的比例，可以得到一系列的不同交聯(lián)度以及不同玻璃化溫度（一個是發(fā)生形變的溫度，一個是狀態(tài)從玻璃態(tài)向高彈態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度）的產(chǎn)品。

　　乳液聚合：早期是用過硫酸鉀作引發(fā)劑，在50℃下使丁二烯與苯乙烯進行自由基乳液聚合制得，俗稱熱膠，目前仍有少量生產(chǎn)。20世紀50年代開始，工業(yè)生產(chǎn)中普遍將聚合溫度降低到5℃，基本產(chǎn)品是SBR1500，俗稱冷膠。冷膠的生產(chǎn)是把丁二烯單體分散在松香皂或脂肪酸皂作乳化劑的水乳液中，用硫醇作分子量調(diào)節(jié)劑，加入由有機過氧化物、亞鐵鹽和活化劑組成的氧化－還原引發(fā)體系進行自由基聚合。乳液聚合是在多個串聯(lián)的釜中連續(xù)進行，轉(zhuǎn)化率控制在65％左右。未反應(yīng)的丁二烯和苯乙烯相繼用臥式閃蒸槽和蒸餾塔脫除后，經(jīng)精制再重新使用。脫除了未反應(yīng)單體的共聚物乳液用氯化鈉、氯化鈣和酸等凝聚，生成的橡膠經(jīng)振動篩與乳清分離，再經(jīng)脫水、干燥，即得成品。與熱膠相比，冷膠的支化和交聯(lián)程度低，凝膠及低分子量的含量大大減少，性能顯著改善，所以基本上取代了熱膠。

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　　溶液聚合：以丁基鋰為催化劑，在非極性溶劑中合成的丁苯橡膠。、溶液聚合丁苯橡膠分嵌段共聚物（即熱塑性橡膠）和無規(guī)共聚物兩類。溶液聚合丁苯橡膠在共聚合過程中，有自發(fā)形成聚苯乙烯嵌段的傾向，為了合成苯乙烯在主鏈上無規(guī)分布（即不含聚苯乙烯嵌段）的共聚物，可采取連續(xù)補加單體、90～150℃高溫聚合,以及添加醚、叔胺、亞磷酸鹽、硫化物或表面活性劑作無規(guī)劑等措施。溶液聚合無規(guī)丁苯橡膠的分子量分布比乳液聚合丁苯橡膠窄，支化度也低。為了減輕生膠的冷流傾向，需在共聚過程中添加二乙烯基苯或四氯化錫作交聯(lián)劑，使聚合物分子間產(chǎn)生少量交聯(lián)。還可以將分子量不同的共聚物摻混，使分子量分布加寬。溶液聚合無規(guī)丁苯橡膠的頂式-1,4異構(gòu)體含量為35％～40％，耐磨、撓曲、回彈、生熱等性能比乳液聚合丁苯橡膠好，擠出后收縮小，在一般場合可代替乳液丁苯橡膠，特別適宜制淺色或透明制品，也可以制成充油橡膠。

　　CMC的合成方法：

　　原料主要來源于自然界的棉花、秸稈、木材等等，其關(guān)鍵參數(shù)有黏度、取代度、純度等參數(shù)。

　　取代度（DS）是指脫水葡糖糖單元上的平均羥基值。如果三個羥基都被取代，那么DS理論最大值為3.0，上圖分別是取代度為0.7和1.2時的狀態(tài)，取代度越高，親水性越強，同時也容易吸水，根據(jù)需要選擇合適的CMC作為負極的粘結(jié)助劑和分散劑。

　　這里需要說明的是，SBR和CMC的共同使用是一個長期的積累的結(jié)果，作用是相互補充、缺一不可的。

　　CMC和SBR在實際鋰電池石墨負極負極中是相互互補，缺一不可，是工業(yè)界長期實踐積累的結(jié)果。如果單純使用CMC作為粘接劑，條件是極片厚度較薄，不進行滾壓工藝或者對極片的壓實密度不高的情況下；在實際極片中，因為能量密度的要求，石墨極片必須滾壓，而且壓實密度大，這種情況下是不能單獨使用CMC粘接劑的，因為CMC是脆性的，滾壓后結(jié)構(gòu)就坍塌，極片掉粉嚴重，不能使用；另外，也不能單獨使用SBR作為粘接劑，因為很難制備漿料，SBR沒有不具備懸浮分散功能，漿料會發(fā)生沉降嗎，同時太多的SBR也會使得極片在電解液中溶脹；而CMC和SBR同時使用就可以基本解決上面提到的問題，因為石墨材料本身是不親水的，很難在水系中分散，使用CMC的一個作用就是作為分散劑，分散石墨和導(dǎo)電添加劑，另外CMC在水會形成凝膠，使得漿料變稠，大規(guī)模涂覆時，因為凝膠結(jié)構(gòu)的存在，既能保水份又能穩(wěn)定漿料，在一定時間內(nèi)能夠保持漿料的均勻性，有利于大規(guī)模生產(chǎn)；同時引入SBR，因為SBR乳液是溶于水的，SBR本身是柔性材料，具有較好的粘接性能，這樣極片在高壓實的情況下，極片不會掉粉，滾壓后的極片粘接強度也高。