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高能量密度、长循环寿命、低成本且对环境友好的锂离子电池一直是近些年的研究热点,其电极中胶黏剂是锂离子电池中不可或缺的重要组成部分且直接影响到电池的性能,水性胶黏剂的加入使得锂离子电池的生产工艺过程更为环保,同时可以降低生产成本,水性胶黏剂的开发与应用将带来巨大的经济效益。根据胶黏剂的现状和特性,研究了水性胶黏剂在磷酸铁锂正极体系中的应用。通过对常用水性胶黏剂的氧化电位分析,评估各水性胶黏剂用于磷酸铁锂正极的可行性,研究发现丁苯橡胶(SBR)氧化电位为4.25V,而聚丙烯酸脂类胶黏剂(LA、LB)氧化电位较高为4.65V;因具有较高氧化电位,聚丙烯酸脂类胶黏剂较适宜应用于正极材料。分析了LA和LB两种胶黏剂的特性,LB热分解温度为318℃,热稳定性相对较好。通过实验和计算,使用LA、LB胶黏剂的磷酸铁锂电极离子扩散系数分别为6.2×10-14 cm2·s-1和1.8×10-1414 cm2·s-1;LA的PAN链段有离子导电性,提高了其电子和离子导电性,减小了锂离子电池内阻。系统分析了LA和LB胶黏剂对磷酸铁锂极片加工性能以及对锂离子电池的容量、内阻、倍率性能等电性能的影响,确定了水性胶黏剂应用在磷酸铁锂正极体系中的最佳应用方案。LB具有较好的加工性能,而LA具有更低的电阻和更高的电导率。在满足正极加工性能及极片粘结力的基础上,较低的胶含量、以及适中的压实密度有利于降低电池内阻,提升电池倍率性能、循环性能和综合电性能。研究结果表明,LA胶黏剂添加量为3%时,电池性能较佳;LB添加量为2.5%、极片压实密度达到2.25 g/cm3时,电池具备最佳的循环性能和综合电性能。使用LA、LB水性胶黏剂进行小批量成品电池制作及测试,结果表明两种水性胶黏剂均有较好的加工性能,进一步验证了使用LB制成极片的柔韧性较好,极片成品率高,有助于提升生产效率,降低成本。LA因较好的电导和离子导通率而具相对较好的电性能表现。