www.shjinfu.com.cn(上海勁孚化工科(kē)技 021-57629631)--亞太地(dì)區(氟)化工原料與特種新材料專業供應商(shāng)。
公司緻力于氟樹脂工業與其他特種新材料産業的(de)前沿技術與銷售,目前主要經營氟塑料(PTFE/FEP/PFA/ETFE/PVDF等)、色母、氟塗料、PEEK、芳綸、碳纖維、玻璃纖維、功能性化學(xué)品及其他特種新材料。
PVDF,即聚偏氟乙烯,是由1,1-二氟乙烯(VDF)單體經自(zì)由基聚合而成,兼具氟樹脂與通用樹脂的(de)特性,是一(yī)種綜合性能優異、用途廣泛的(de)熱塑性氟塑料。
PVDF首先由美國(guó)Pennsalt公司于1961年(nián)進行(xíng)商(shāng)業化應用,最初軍用絕緣熱縮管和(hé)熱掃描電線是核心市(shì)場;20世紀七八十年(nián)代,PVDF開始廣泛應用于建築塗裝、化工廠塑鋼、壓力通風系統電纜、以及半導體工業中高(gāo)純液體管路材料等領域,市(shì)場迅速增長(cháng);20世紀末、21世紀初,憑借優異的(de)性能,PVDF開始應用于锂電池電極粘結劑和(hé)隔膜材料。
PVDF由C-H鍵和(hé)C-F鍵交互相連而構成。由于聚烯烴分子(zǐ)的(de)碳鏈呈鋸齒形,其氫原子(zǐ)被電負性較大的(de)氟原子(zǐ)取代後,與相鄰的(de)氟原子(zǐ)相互排斥,從而使得氟原子(zǐ)不在同一(yī)平面內(nèi),并沿碳鏈作螺旋分布,故在碳鏈的(de)四周被一(yī)系列性質穩定的(de)氟原子(zǐ)所包圍,這種幾乎無間隙的(de)空間屏障使得任何原子(zǐ)或基團都不能進入其結構內(nèi)部而破壞碳鏈,因而表現出極高(gāo)的(de)化學(xué)穩定性和(hé)熱穩定性。
同時,PVDF中氟原子(zǐ)的(de)極化率很低(dī),所以其聚合物還表現出高(gāo)度的(de)絕緣性。除高(gāo)度的(de)穩定性和(hé)絕緣性外,PVDF還具有(yǒu)極佳的(de)耐候性、耐熱性、高(gāo)機(jī)械強度和(hé)抗沖擊性等性能。
锂離(lí)子(zǐ)電池一(yī)般使用有(yǒu)機(jī)溶劑作電解液,且在高(gāo)電壓下工作,因此對所用的(de)粘結劑性能要求高(gāo)。锂離(lí)子(zǐ)電池用粘結劑既需要能被有(yǒu)機(jī)電解液浸潤,又能抵抗其侵蝕,不溶解,少溶脹,在有(yǒu)機(jī)電解液環境下也能保持良好的(de)粘結性能。
此外,對于正極粘結劑,要求其電化學(xué)穩定性良好,分解電壓在4.5 V以上 (分解電壓即電解質在電極上分解所需施加的(de)最小電壓,這裏主要以锂電極做(zuò)參比,粘結劑若分解電壓較低(dī),則容易在電池工作中被分解,不利于锂電的(de)正常運轉)。
由于PVDF具有(yǒu)優秀的(de)化學(xué)穩定性和(hé)耐腐蝕性,可(kě)有(yǒu)效抵抗極性有(yǒu)機(jī)溶劑電解液的(de)侵蝕,同時具有(yǒu)較好的(de)粘結性能,因此在锂電池正極粘結劑中被廣泛使用,目前占比可(kě)達90%,而石墨負極主要使用水系粘結劑丁苯橡膠乳液(SBR),同時配合羧甲基纖維素鈉(CMC)作為(wèi)增稠劑避免漿料沉降。但由于SBR中含有(yǒu)不飽和(hé)鍵,在高(gāo)電壓下容易氧化,并且水對正極材料有(yǒu)害,因此不适合做(zuò)正極粘結劑。
為(wèi)了有(yǒu)效提升能量密度,锂電池粘結劑需要用量少并能起到良好的(de)粘結作用。為(wèi)了保證較好的(de)粘結性能,電池級的(de)PVDF一(yī)般需要具有(yǒu)高(gāo)分子(zǐ)量,一(yī)般在110萬以上。
同時,為(wèi)了避免水對锂離(lí)子(zǐ)電池造成危害,還要求粘結劑含水量較低(dī)。此外,為(wèi)了保證锂離(lí)子(zǐ)電池的(de)一(yī)緻性,電池廠家對采購的(de)PVDF不同批次性能一(yī)緻性要求也非常高(gāo)。
随着锂電池向能量密度更大和(hé)功率更高(gāo)的(de)方向發展,需要高(gāo)性能的(de)隔膜塗層來進一(yī)步提升電池的(de)性能,主流的(de)隔膜塗覆材料包括高(gāo)純氧化 、勃姆石等,PVDF和(hé)陶瓷塗覆的(de)比例在不斷提升。雖然目前用于隔膜塗層的(de)PVDF較少,但随着塗敷隔膜在锂電中的(de)應用進一(yī)步滲透,預計PVDF作為(wèi)隔膜塗層的(de)需求也将進一(yī)步釋放。
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