PVDF-prestaties en het effect ervan op de prestaties van lithiumbatterijen

polyvinylideenfluoride , aangeduid als pvdf , PVDF lithium-ionbatterijbindmiddel is gemaakt van hars door toevoeging van enkele additieven met specifieke eigenschappen , door spuitgieten of extrusie en andere verwerkingsprocessen en polymeren , is een zeer niet-reactief thermoplastisch fluorpolymeer , is een semi -kristallijn fluorpolymeer. vanwege zijn goede mechanische sterkte, chemische stabiliteit, elektrochemische stabiliteit, thermische stabiliteit en goede affiniteit met elektrolyt, PVDF heeft altijd veel aandacht getrokken. hars polyvinylideenfluoride (PVDF) heeft zowel gefluoreerde hars als algemene harseigenschappen , heeft uitstekende uitgebreide prestaties , is een belangrijk onderdeel van de positieve en negatieve elektrode van de chemische voeding , de prestaties van de elektrode en zelfs de hele batterij . die het heeft grote invloed op batterijcapaciteit, levensduur, interne weerstand, snelladen interne druk, etc.

de rol en prestaties van bindmiddel

(1) zorgen voor uniformiteit en veiligheid bij het verpulveren van werkzame stoffen.

(2) aan de werkzame stofdeeltjes binden.

(3) de werkzame stof is gebonden aan de collectorvloeistof.

(4) de binding tussen werkzame stoffen en toeslagstoffen behouden.

(5) het is gunstig om SEI-film op het oppervlak van koolstofmateriaal (grafiet) te vormen .

pvdf-bindmiddel dat wordt gebruikt om lithium-ionbatterijen te maken, heeft de volgende kenmerken:

polyvinylideenfluoride is een semi-kristallijn polymeer met een hoge kristalliniteit en een hoge smelttemperatuur . daarom , onder de gebruikelijke gebruikstemperatuur van de batterij, PVDF's kristalliniteit maakt het moeilijk voor moleculen met elektrolytische vloeistof om te circuleren, en de laad- en ontlaadbelasting neemt toe . wanneer de droogsnelheid van de batterij niet geschikt is , de krimpsnelheid van PVDF verschilt van die van de collector , en de coating die actieve stoffen bevat zal worden gescheiden van de collector. in gebruik, met de migratie van de tijd, als gevolg van de interne spanning van de elektrode, wordt de laag van het elektrodemengsel gedeeltelijk of volledig van de collector verwijderd,, wat resulteert in een slechte belasting kenmerken, resulterend in capaciteitsverslechtering.

pvdf-homopolymeer heeft de bovenstaande problemen . door diepgaand onderzoek en testen , PVDF-copolymeer werd geïntroduceerd om te bereiden door een kleine hoeveelheid polair monomeer en VDF-copolymerisatie in het polymerisatieproces te introduceren . PVDF-copolymeer met polaire groepen kan sterk de hechting van het bindmiddel verbeteren, het loskomen van de elektroden voorkomen, het bindmiddelgehalte aanzienlijk verminderen, de batterij een hogere energiedichtheid geven, een kleinere interne weerstand, een hogere energiedichtheid geven, een beter vermogen en langere cyclustijd.

invloedsfactoren van bindmiddel op batterijprestaties

(1) reactie tussen bindmiddel en elektrode.

(2) invloed van bindmiddel op de prestaties van de batterij bij lage temperaturen .

(3) synergie van bindmiddel, werkzame stof en geleidend middel.

(4) exotherme reactie van bindmiddel.

(5) lithiumion- en elektronengeleiding in het bindmiddel.

(6) invloed van lijm- en collectoradhesie op batterijprestaties.

(7) de invloed van de elektrodebereidingsmethode op de batterijprestaties.

(8) de invloed van onzuiverheden in het bindmiddel op de batterijprestaties.

de kenmerken van lithium-ionbatterijen zijn dat met het laad- en ontlaadproces , het lithium in het actieve materiaal ingebed - vrijgave veroorzaakt de uitzetting en samentrekking van het actieve materiaal (zoals de verandering in de grafietlaagafstand bereikte 10% tot 11%) , die vereist dat het bindmiddel een bufferrol kan spelen. ten tweede, kan de elektrode van de lithium-ionbatterij tijdens het droogproces tot 200℃ worden verwarmd , en moet het bindmiddel bestand zijn tegen zo'n hoge temperatuur.

bij de productie van elektrode, is de keuze van het bindmiddel erg belangrijk, zijn prestaties hebben een directe invloed op de prestaties van de elektrode. het gebruik van bindmiddel vereist over het algemeen een kleine ohmse weerstand, stabiele prestaties in de elektrolyt, nee expansie , niet los en poeder valt niet af. polytetrafluorethyleen (PTFE), polyvinylideenfluoride (PVDF), polyvinylideenfluoride en hexafluorpropyleencopolymeer (PVDF-HFP) wordt algemeen gebruikt als bindmiddel voor elektrodematerialen van lithium ionbatterijen.

in het algemeen, heeft het bindmiddel een laag smeltpunt en een lage viscositeit, als het relatieve molecuulgewicht laag is,, hoewel het goed aan het actieve materiaal kan hechten,, maar de hechtkracht niet hoog is. wanneer de relatieve molecuulmassa van het bindmiddel groot is, is het moeilijk op te lossen in organische oplosmiddelen, het smeltpunt en de viscositeit zijn hoog, en het heeft een grote cohesiekracht, maar onvoldoende hechting eigenschappen. daarom, is het noodzakelijk om een bindmiddel te kiezen met een geschikte relatieve molecuulmassa om zowel een goede hechting als een goede cohesie te hebben.

bij het bereidingsproces van lithiumbatterijen , moet het bindmiddel een goede flexibiliteit hebben . de flexibiliteit van het bindmiddel weerspiegelt de moeilijkheid van de beweging van de macromoleculaire keten . hoe groter de polariteit van de substituentgroep op de moleculaire keten van het bindmiddel, hoe groter de interactiekracht, en de beweging van de moleculaire keten wordt belemmerd, de flexibiliteit is slecht, en de polariteit is slecht. hoe meer gesubstitueerde groepen, hoe slechter de flexibiliteit, zoals PTFE, FEP.

TOB biedt batterijbinders die worden gebruikt bij het maken van lithium-ionbatterijen ., waaronder: pvdf, sbr, cmc en ptfe.