一、引言

锂电池作为一种重要的能源存储技术，其性能和安全性的提升成为了研究和产业发展的关键焦点。在锂电池的众多组成部分中，羧甲基纤维素钠（CMC）扮演着不可或缺的角色。

二、锂电池CMC的定义和作用

（一）定义

CMC是一种具有独特化学结构的水溶性聚合物，其分子链上含有羧甲基官能团，赋予了它在水中良好的溶解性和特定的物理化学性质。

（二）作用

1、粘结作用

在锂电池中，CMC作为粘结剂，将活性材料和导电剂紧密结合，形成稳固的电极结构。这一粘结作用确保了电极在反复充放电过程中，活性物质能够牢固地附着在集流体上，减少了活性物质的脱落和损失，从而维持了电池的容量和循环寿命。

2.分散作用

负极材料在浆料中的均匀分布对于电池性能至关重要。CMC能够有效地防止负极材料的团聚，使得活性材料颗粒在浆料中均匀分散，从而提高电极的电化学性能，保证电池在充放电过程中的稳定性和一致性。

3.稳定作用

CMC对电极加工性能的稳定作用不可小觑。它能够优化电极制备过程中的工艺参数，提高生产效率和产品质量。同时，通过辅助改善电池的循环性能，CMC有助于延长电池的使用寿命，降低了电池的衰减速率。

三、CMC在锂电池中的应用

（一）作为粘结剂

活性材料和导电剂在CMC的粘结下，形成了具有良好机械强度和电学性能的电极。这种稳定的电极结构能够承受电池充放电过程中的体积变化和应力，保持电池性能的稳定。例如，在锂离子电池的正极中，CMC与其他粘结剂协同作用，确保了正极材料的稳定性和导电性；在负极中，CMC有效地粘结了石墨等负极材料，防止了在循环过程中的结构破坏。

（二）作为分散剂

在电池浆料的制备过程中，CMC能够使负极材料均匀分散，避免了局部浓度过高或过低的情况。这有助于提高电极的利用率和充放电性能，减少电池内部的极化现象。以硅基负极材料为例，由于其高比容量和较大的体积膨胀，容易在浆料中团聚。CMC的加入能够有效地分散硅颗粒，减轻团聚现象，提高电池的循环稳定性。

（三）作为稳定剂

CMC对电极加工性能的稳定作用体现在多个方面。它可以调节浆料的流变性能，使其更适合涂布工艺；同时，在电池的充放电过程中，CMC有助于维持电极的结构完整性，减少副反应的发生，从而提高电池的循环性能。

四、CMC的特性和优势

（一）高纯度

电池级CMC具有高纯度和低金属离子含量的特点。这意味着在电池运行过程中，减少了由杂质引起的副反应和电池性能的衰减，从而提高了电池的整体性能和安全性。

（二）良好的相容性

与SBR胶乳等其他电池材料的良好相容性，使得CMC能够在复杂的电池体系中协同工作，共同提升电池的综合性能。

（三）增稠和防沉降

通过增加浆料的粘度，CMC有效地防止了浆料中颗粒的沉降，保证了浆料的均匀性和稳定性。这对于电极制备过程中的涂布工艺至关重要，确保了电极厚度和组成的一致性。

（四）提高剥离强度

增强极片的剥离强度，意味着电极在经受机械应力时更不容易发生脱落和损坏，从而提高了电池的可靠性和稳定性。

五、CMC的生产和市场情况

（一）生产工艺

1.水媒法

水媒法是一种传统的生产工艺，具有工艺简单、成本较低的优点，但产品的质量和性能相对较一般，适用于一些对性能要求不高的应用领域。

 2.溶媒法

溶媒法能够生产出更高质量和性能的CMC产品，适用于生产中高档的锂电池用CMC。该方法通过使用有机溶剂作为反应介质，能够更精确地控制反应条件，从而获得纯度更高、性能更优的CMC产品。

（二）市场情况

近年来，全球锂电池用CMC市场呈现出显著的增长趋势。这主要归因于新能源汽车市场的快速扩张、便携式电子设备的普及以及储能领域的需求增长。根据最新的市场调研报告，预计未来几年这一增长趋势将继续保持，市场规模将进一步扩大。

六、CMC的最新发展

（一）超纯CMC

诺力昂交付的首批AkuPure™是专门针对锂电池的超纯CMC产品。其高纯度和低不溶物含量的特点，不仅提高了电池的生产效率，还显著提升了电池的性能。这一创新产品为锂电池制造商提供了更优质的选择，有助于进一步提高锂电池的能量密度、循环寿命和安全性。

（二）高性能CMC

硕盈峰完成数千万元的B轮融资，其主要产品为高性能的CMC系列。这些产品包括电池级CMC-Li/CMC-Na、超高粘CMC和超低粘CMC等。这些产品具有粘度范围广、稳定性高、凝胶不溶物低等特性优势，能够满足不同类型锂电池的多样化需求。例如，超高粘CMC适用于对粘结强度要求极高的电池体系，而超低粘CMC则适用于需要快速分散和渗透的应用场景。

七、结论

综上所述，锂电池CMC在电池制造中起着至关重要的作用。其作为粘结剂、分散剂和稳定剂的功能，以及高纯度、良好相容性、增稠防沉降和提高剥离强度等特性优势，有力地保障了锂电池的性能和稳定性。