Desempenho do PVDF e seu efeito no desempenho da bateria de lítio

fluoreto de polivinilideno , referido como pvdf , O ligante de bateria de íon de lítio PVDF é feito de resina adicionando alguns aditivos com propriedades específicas, por moldagem por injeção ou extrusão e outros processos de processamento e polímeros, é um fluoropolímero termoplástico altamente não reativo, é um semi -fluoropolímero cristalino. devido à sua boa resistência mecânica, estabilidade química, estabilidade eletroquímica, estabilidade térmica e boa afinidade ao eletrólito, PVDF sempre atraiu muita atenção. resina fluoreto de polivinilideno (PVDF) tem resina fluorada e características gerais de resina, tem excelente desempenho abrangente, é uma parte importante do eletrodo positivo e negativo da fonte de alimentação química, o desempenho do eletrodo e até mesmo de toda a bateria. tem uma grande influência na capacidade da bateria, ciclo de vida, resistência interna, pressão interna de carregamento rápido, etc.

o papel e o desempenho do aglutinante

(1) garantir a uniformidade e segurança da polpação de substâncias ativas.

(2) à ligação das partículas da substância ativa.

(3) a substância ativa está ligada ao fluido coletor.

(4) manter a ligação entre substâncias ativas e agregados.

(5) é benéfico formar filme SEI na superfície do material de carbono (grafite).

O aglutinante de pvdf usado para preparar baterias de íon de lítio tem as seguintes características:

o fluoreto de polivinilideno é um polímero semicristalino com alta cristalinidade e alta temperatura de fusão., portanto, sob a temperatura de uso usual da bateria, PVDF's a cristalinidade dificulta a circulação de moléculas com líquido eletrolítico, e a carga de carga e descarga aumenta. quando a taxa de secagem da bateria não é adequada,, a taxa de retração do PVDF é diferente da do coletor, e o revestimento contendo substâncias ativas será separado do coletor. no processo de uso, com a migração do tempo, devido ao estresse interno do eletrodo, a camada de mistura do eletrodo é parcial ou completamente despojada do coletor, resultando em carga fraca características, resultando em deterioração da capacidade.

O homopolímero de pvdf tem os problemas acima. através de pesquisas e testes em profundidade, O copolímero de PVDF foi introduzido para preparar através da introdução de uma pequena quantidade de monômero polar e copolimerização de VDF no processo de polimerização. O copolímero de PVDF com grupos polares pode muito melhorar o desempenho de ligação do ligante, evitar o derramamento do eletrodo, reduzir significativamente o conteúdo do ligante, dar à bateria maior densidade de energia, menor resistência interna, trazer maior densidade de energia, melhor desempenho de energia e tempo de ciclo mais longo.

fatores de influência do aglutinante no desempenho da bateria

(1) reação entre aglutinante e eletrodo.

(2) influência do aglutinante no desempenho de baixa temperatura da bateria.

(3) sinergia da substância ativa aglutinante, e agente condutor.

(4) reação exotérmica do aglutinante.

(5) íon de lítio e condução de elétrons no aglutinante.

(6) influência da adesão do adesivo e do coletor no desempenho da bateria.

(7) a influência do método de preparação do eletrodo no desempenho da bateria.

(8) a influência de impurezas no aglutinante no desempenho da bateria.

as características da bateria de íon de lítio é que, com o processo de carga e descarga ,, o lítio no material ativo incorporado - a liberação causa a expansão e a contração do material ativo (como a mudança no espaçamento da camada de grafite atingiu 10% a 11%) , que requer que o aglutinante possa desempenhar um papel de buffer. segundo, o eletrodo da bateria de íons de lítio pode ser aquecido até 200℃durante o processo de secagem, e o aglutinante deve ser capaz de suportar uma temperatura tão alta.

na produção de eletrodo, a seleção do ligante é muito importante, seu desempenho afeta diretamente o desempenho do eletrodo. o uso de ligante geralmente requer pequena resistência ohm, desempenho estável no eletrólito, não expansão, não solta e o pó não cai. politetrafluoretileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVDF), fluoreto de polivinilideno e copolímero de hexafluoropropileno (PVDF-HFP) é comumente usado como aglutinante para materiais de eletrodo de lítio baterias de íons.

de um modo geral, quando o peso molecular relativo do ligante é baixo, ele tem um baixo ponto de fusão e uma baixa viscosidade. embora possa aderir bem ao material ativo, a força adesiva não é alta. quando a massa molecular relativa do ligante é grande, é difícil dissolver em solventes orgânicos, o ponto de fusão e a viscosidade são altos, e tem uma grande força coesiva, mas não adesão suficiente propriedades. portanto, é necessário escolher um ligante com uma massa molecular relativa adequada para ter boa adesão e boa coesão.

no processo de preparação de baterias de lítio, o ligante deve ter boa flexibilidade. a flexibilidade do ligante reflete a dificuldade do movimento da cadeia macromolecular. quanto maior a polaridade do grupo substituinte na molécula cadeia do ligante, quanto maior a força de interação, e o movimento da cadeia molecular é dificultado, a flexibilidade é pobre, e a polaridade é pobre. quanto mais grupos substituídos, o pior a flexibilidade, como PTFE, FEP.

A TOB oferece ligantes de bateria usados no processo de fabricação de baterias de íons de lítio., incluindo pvdf, sbr, cmc e PTFE.