Elektrodenbinder

Elektrodenbinder ist ein Bindemittel, das in der Herstellung von Elektroden für elektrochemische Zellen verwendet wird. Es verbindet die aktiven Materialpartikel und leitfähige Zuschläge zu einer kohäsiven Schicht, die auf dem Stromsammler aufgebracht wird. Der Binder sorgt für mechanische Festigkeit, Haftung an der Sammelschicht und beeinflusst Porosität, Ionenzugang und die Langzeitstabilität der Elektrode.

Typische Bindemittel sind organische Polymere wie PVDF (Polyvinylidene fluoride), das meist in Lösungsmitteln wie NMP gelöst wird. In vielen Anwendungen kommen wasserbasierte Systeme zum Einsatz, etwa Carboxymethylcellulose (CMC) in Kombination mit Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR). Weiterhin werden Polyacrylsäure-basierte Binder (PAA) genutzt, und in spezialisierten Systemen werden auch Li-salt-bonds wie LiPAA verwendet. Inorganische oder hybride Binder werden zunehmend erforscht, insbesondere zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit und Alterungsstabilität. Die Wahl des Binders beeinflusst Haftung, chemische Stabilität gegenüber Elektrolyten, Schwebe- und Dehnungsverhalten sowie die Porenstruktur der Elektrode.

Herstellung und Verarbeitung erfolgen durch Mischen von aktiven Materialien, leitfähigem Zuschlag und Binder zu einem Slurry, Auftragen auf den Stromsammler (Kupfer für die negative Elektrode, Aluminium für diepositive Elektrode) und anschließendes Trocknen, ggf. Kalanderung, um Dicke und Porosität zu steuern. Umwelt- und Sicherheitsaspekte der Lösungsmittel hatten zu einem verstärkten Einsatz wasserbasierender Bindemittel geführt. Neue Binder zielen darauf ab, Kapazität, Zyklusstabilität und Temperaturverhalten zu verbessern.