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  • 三分钟了解丨聚偏氟乙烯(PVDF 2.0)

    PVDF在锂电池中主要应用在正极粘结剂和隔膜涂覆两个方面。

    知道的越多,疑惑的越少,本期带大家了解PVDF在锂电相关的应用,以及锂电级PVDF的性能。

    首先,作为正极粘结剂,PVDF能够连接正极活性物质、导电剂和集流体,从而降低电极阻抗和电池极化。

    由于其耐高压能力强、热稳定性好以及易于分散的特点,PVDF是最常用的正极粘结剂,占据了约90%的市场份额。

    相比之下,水系粘结剂由于耐高压性能差、对正极材料造成损害以及难以干燥等缺点,市场份额较小。

    随着高压高能量密度电池体系的迅速发展,高压稳定性成为粘结剂的重要指标。因此,相比水系粘结剂,具有宽电化学窗口的PVDF更加不可替代。

    其次,PVDF还用于隔膜涂覆,可以提高耐高温性能、增加电解液保液量以及提高高压状态下电池的安全性。

    传统有机隔膜(如PP和PE)在使用过程中存在熔点低、机械强度不够以及受热收缩率高等问题,极端情况下可能导致电池短路并引发热失控,存在燃烧和爆炸的安全隐患。

    因此,对隔膜进行涂覆是提高电池性能的有效途径。除了PVDF可用于隔膜涂覆外,高纯氧化铝、勃姆石、芳纶纤维以及其他纳米复合材料等也是可选材料。

    在锂电隔膜涂覆领域,PVDF并不是唯一的选择,存在一定的可替代性。

    与普通PVDF相比,锂电级PVDF具有很高的技术壁垒:

    1. 高粘度:为了提高电池的能量密度,使用PVDF作为锂电粘结剂时需要较小的添加量,通常在1.5%至4%之间。

    因此,锂电级PVDF需要具备较高的粘结力,即较高的分子量。例如,阿科玛的KynarHSV900分子量为100万,索尔维的Solef5130分子量在100-120万之间。

    2. 分子量一致性:锂电级PVDF需要具备很高的分子量一致性,这就要求具备高精度反应釜和先进的反应过程控制技术。

    在实际生产过程中,容易发生副反应导致产品分子量呈三段分布:

    分子量小的易溶但性能不稳定;分子量大的难溶且大多只是溶胀,性能难以完全发挥;分子量合格的使用性能达标。

    3. 高纯度:电池运行中杂质会干扰电化学反应,进而影响电池寿命。

    4. 高柔韧性:生产过程中电池受到很多机械压力,因此需要电池弯曲后粘结剂保持粘结力而不致开裂。

    以上就是关于PVDF的全部介绍,相信随着科技的不断进步,PVDF将在更多领域发挥重要作用。感谢大家的收看,我们下期再见!

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