聚偏氟乙烯〔Polyvinylidene Fluoride,簡稱PVDF〕作為一種性能很好鋰電池粘結(jié)劑,因其優(yōu)秀化學(xué)穩(wěn)固性、熱穩(wěn)固性、電化學(xué)性能,被大量用途于鋰離子電池正極材料制備中。PVDF粘結(jié)劑主要作用是將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、集流體牢固結(jié)合于一起,和此同時(shí)保持電極于充放電過程中結(jié)構(gòu)完整性。
一個(gè)典型PVDF鋰電池粘結(jié)劑配方包括以下幾個(gè)關(guān)鍵成分:
1. PVDF樹脂:作為主粘結(jié)劑,通常選用分子量較高產(chǎn)品以確保優(yōu)良機(jī)械強(qiáng)度、耐久性。常見型號有Kynar 740、Solef 5130。
2. 溶劑:常用溶劑為N甲基吡咯烷酮〔NMP〕,它能夠很好溶解PVDF樹脂,形成均勻漿料。另外,還可以根據(jù)要添加少量其他助溶劑來調(diào)節(jié)粘度。
3. 導(dǎo)電劑:如碳黑或石墨烯,用于增強(qiáng)電極導(dǎo)電性能,改善電池倍率性能、循環(huán)壽命。
4. 增稠劑/改性劑:如CMC〔羧甲基纖維素鈉〕或HPC〔羥丙基纖維素〕,可優(yōu)化漿料流變特性,便于涂布操作。
實(shí)際配比上,PVDF一般占總重量8%15%,導(dǎo)電劑占比約為5%10%,剩余部分為活性物質(zhì)、其他添加劑。例如,對于三元材料體系,可以采用如下比例:PVDF 10%,導(dǎo)電劑 5%,其余為活性物質(zhì)及其它組分。
通過科學(xué)合理配方設(shè)計(jì)和工藝控制,PVDF粘結(jié)劑不僅能夠顯著提升鋰電池整體性能,還能延長其使用壽命,滿足現(xiàn)代設(shè)備對高能量密度、長續(xù)航能力需求。
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