Aglutinantes para baterías de litio como PVDF, CMC, PAA, etc.
Jun 15, 2025
Los electrodos de las baterías de iones de litio (LIB) se componen principalmente de materiales electroquímicamente activos, aditivos conductores, aglutinantes, colectores de corriente y otros componentes. Entre estos, los aglutinantes son un componente esencial de los electrodos de las LIB. Los aglutinantes pueden adherir firmemente los materiales activos y conductores al colector de corriente, formando una estructura completa del electrodo. Previenen el desprendimiento o la exfoliación de los materiales activos durante los procesos de carga y descarga, a la vez que dispersan uniformemente los materiales activos y los agentes conductores. Esto permite la formación de una red de transporte favorable de electrones e iones, facilitando así un transporte eficiente de electrones e iones de litio. En la actualidad, las sustancias que se utilizan como aglutinantes de electrodos incluyen el fluoruro de poli(vinilideno) ( PVDF) , carboximetilcelulosa (CMC), caucho de estireno-butadieno (SBR), poli(vinilpirrolidona) (PVP), poli(metilmetacrilato) (PMMA), poli(acrilonitrilo) (PAN), poli(ácido acrílico) ( PAA ), alcohol polivinílico (PVA), alginato de sodio (Alg), polímero de β-ciclodextrina (β-CDp), emulsión de polipropileno (LA132), poli(tetrafluoroetileno) ( PTFE ), etc., así como derivados funcionalizados de los polímeros o copolímeros antes mencionados formados por monómeros. En los electrodos de baterías de iones de litio (LIB), el rendimiento ideal del aglutinante debe incluir: (1) estabilidad química y electroquímica en un sistema de electrodo/electrolito determinado, resistencia a la corrosión del electrolito y no ocurrencia de reacciones redox dentro del rango de voltaje operativo; (2) Debe exhibir buena solubilidad, con una rápida tasa de disolución y alta solubilidad en solventes, y los solventes requeridos deben ser seguros, amigables con el medio ambiente y no tóxicos, siendo preferidos los solventes a base de agua; (3) Debe tener una viscosidad moderada para facilitar la mezcla de la lechada y mantener la estabilidad de la lechada, al mismo tiempo que posee una fuerte adhesión, lo que da como resultado electrodos con alta resistencia al pelado, excelentes propiedades mecánicas y bajo uso de aglutinante; (4) Debe demostrar una buena flexibilidad para tolerar la flexión durante la manipulación de los electrodos y los cambios de volumen de las partículas de material activo durante los ciclos de carga y descarga de las baterías de iones de litio; (5) Debe ser capaz de formar una red conductora ideal con agentes conductores, dando lugar a electrodos con buena conductividad eléctrica y capacidad de conducción de iones de litio; (6) Debería estar ampliamente disponible y ser de bajo costo. En este artículo se resumen los recientes logros de la investigación relacionados con los aglutinantes de electrodos de LIB, con el foco puesto en la introducción de los mecanismos de adhesión de los aglutinantes en los electrodos y los aglutinantes a base de aceit...
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