聚偏二氟乙烯〔PVDF〕是一种具有特殊物理化学性质半结晶聚合物,它于锂电池行业中用途尤为大量,主要得益于其优秀化学稳固性、优良机械性能还有特殊压电、热电性质。以下是PVDF于锂电池中用途专业文章概述:
1. PVDF基本特性
PVDF是一种外观为乳白色半透明高分子化合物,具有优良耐化学腐蚀性、耐热性、耐辐射性、低介电损耗。这些特性使其于锂电池中作为关键材料,具有广阔市场前景、发展潜力 。
2. PVDF于锂电池中用途
PVDF于锂电池中主要有两个用途行业:作为正极粘结剂、隔膜材料。
正极粘结剂
PVDF作为正极粘结剂,其主要作用是将正负极活性物质、导电碳粘结,缓解充放电过程中体积膨胀,使活性材料、导电剂稳固分散易于涂覆。PVDF于全部正极粘结剂市场渗透率高达90%,因为其化学惰性,不会和电解质或锂反应,因此被大量用途于锂电池正极材料中 。
隔膜材料
PVDF还可以用作锂电池隔膜材料,形成物理隔离层,防止正负极直接接触、短路,确保电池安全性、稳固性。PVDF隔膜具有优良电解质浸透性、离子传导性能,促进锂离子于正负极之间迁移,实现电池充放电过程 。
3. PVDF工作原理
PVDF于锂电池中作用主要体现于以下角度:
- 隔离正负极:形成物理隔离层,防止短路。
- 离子传导:提供离子传导通道,促进锂离子迁移。
- 化学稳固性:耐受电解液、高温环境,保持隔膜完整性。
- 机械强度:抵抗电池充放电过程中应力、变形 。
4. PVDF产业链、市场概况
PVDF产业链涉及从初级原料电石、萤石,到中间体R142b、VDF单体,再到PVDF聚合物聚合。PVDF产品性能存于较大差异,可分为常规级产品、锂电级产品。锂电级PVDF主要用于制备锂电池正极油性粘结剂,用量虽小,但性能要求较高,市场价值也较高 。
5. PVDF改性研究
因为PVDF本身高结晶度及高不导电性也许导致锂离子电池内阻上升,影响电化学性能,研究者们开始设计改性PVDF黏合剂。常见改性方法包括共聚法、共混法,以增强电池放电容量、充放电效率 。
6. 结论
PVDF因其特殊物理化学性质,于锂电池行业中扮演着很大角色。随着锂电池技术连续进步、市场需求增长,PVDF用途前景将更加广阔、视野无限。通过连续创新、研发,PVDF性能有望得到进一步增强,为清洁能源推广、用途做出更大贡献。
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