PVDF-Leistung und ihre Auswirkung auf die Leistung von Lithiumbatterien

Polyvinylidenfluorid , bezeichnet als pvdf , PVDF-Lithium-Ionen-Batteriebindemittel wird aus Harz hergestellt, indem einige Additive mit spezifischen Eigenschaften, durch Spritzgießen oder Extrudieren und andere Verarbeitungsverfahren hinzugefügt werden, und Polymere, ist ein hochgradig nicht reaktives thermoplastisches Fluorpolymer, ist ein Halbpolymer -kristallines Fluorpolymer. aufgrund seiner guten mechanischen Festigkeit, chemische Stabilität, elektrochemische Stabilität, thermische Stabilität und gute Affinität zum Elektrolyten, PVDF hat schon immer viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Harz Polyvinylidenfluorid (PVDF) hat sowohl fluorierte Harz- als auch allgemeine Harzeigenschaften, hat eine hervorragende umfassende Leistung, ist ein wichtiger Bestandteil der positiven und negativen Elektrode der chemischen Stromversorgung, die Leistung der Elektrode und sogar der gesamten Batterie., die sie hat ein großer Einfluss auf die Batteriekapazität, Zyklenlebensdauer, Innenwiderstand, Schnelllade-Innendruck, etc.

die Rolle und Leistung des Binders

(1) Gewährleistung der Einheitlichkeit und Sicherheit des Aufschlusses von Wirkstoffen.

(2) an die Wirkstoffpartikel binden.

(3) der Wirkstoff ist an die Kollektorflüssigkeit gebunden.

(4) Aufrechterhaltung der Bindung zwischen Wirkstoffen und Aggregaten.

(5) es ist vorteilhaft, einen SEI-Film auf der Oberfläche von Kohlenstoffmaterial (Graphit) zu bilden.

PVDF-Bindemittel, das zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird, hat die folgenden Eigenschaften:

Polyvinylidenfluorid ist ein halbkristallines Polymer mit hoher Kristallinität und hoher Schmelztemperatur. daher, unter der üblichen Verwendungstemperatur der Batterie, PVDF's erschwert die Kristallinität die Zirkulation von Molekülen mit elektrolytischer Flüssigkeit, und die Lade- und Entladelast steigt. wenn die Trocknungsgeschwindigkeit der Batterie nicht geeignet ist, die Schrumpfgeschwindigkeit von PVDF anders ist als die des Kollektors, und die wirkstoffhaltige Beschichtung von der getrennt wird Kollektor. im Gebrauchsprozess, mit Zeitwanderung, aufgrund der Eigenspannung der Elektrode, wird die Elektrodenmischungsschicht teilweise oder vollständig vom Kollektor, abgelöst, was zu einer schlechten Belastung führt Eigenschaften, die zu einer Kapazitätsverschlechterung führen.

pvdf-Homopolymer hat die oben genannten Probleme. durch eingehende Forschung und Tests, PVDF-Copolymer wurde eingeführt, um durch Einführen einer kleinen Menge polaren Monomers und VDF-Copolymerisation in den Polymerisationsprozess . PVDF-Copolymer mit polaren Gruppen stark herzustellen Verbesserung der Bindungsleistung des Binders, Vermeidung von Elektrodenablösungen, Deutliche Verringerung des Bindergehalts, Verleihung der Batterie mit höherer Energiedichte, Geringerem Innenwiderstand, Erzielung einer höheren Energiedichte, Besserer Leistungsfähigkeit und längere Zykluszeit.

Einflussfaktoren des Bindemittels auf die Batterieleistung

(1) Reaktion zwischen Binder und Elektrode.

(2) Einfluss des Bindemittels auf die Niedertemperaturleistung der Batterie.

(3) Synergie von Binder, Wirkstoff und Leitmittel.

(4) exotherme Reaktion des Bindemittels.

(5) Lithiumionen- und Elektronenleitung im Binder.

(6) Einfluss von Klebstoff und Kollektorhaftung auf die Batterieleistung.

(7) der Einfluss der Elektrodenvorbereitungsmethode auf die Batterieleistung.

(8) Einfluss von Verunreinigungen im Bindemittel auf die Batterieleistung.

Die Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien bestehen darin, dass beim Lade- und Entladevorgang, das Lithium in das aktive Material eingebettet wird – die Freisetzung bewirkt die Ausdehnung und Kontraktion des aktiven Materials (z. , was erfordert, dass das Bindemittel eine Pufferrolle spielen kann. zweitens, die Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie während des Trocknungsprozesses auf bis zu 200℃ erhitzt werden kann, und das Bindemittel muss standhalten können so eine hohe Temperatur.

bei der herstellung von elektroden, ist die auswahl des bindemittels sehr wichtig, seine leistung wirkt sich direkt auf die leistung der elektrode aus. die verwendung von bindemittel erfordert im allgemeinen einen kleinen ohm-widerstand, eine stabile leistung im elektrolyten, nein Expansion, kein Lösen und Pulver fällt nicht ab. Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylidenfluorid und Hexafluorpropylen-Copolymer (PVDF-HFP) wird üblicherweise als Bindemittel für Elektrodenmaterialien aus Lithium verwendet Ionenbatterien.

im Allgemeinen, wenn das relative Molekulargewicht des Bindemittels niedrig ist, hat es einen niedrigen Schmelzpunkt und eine niedrige Viskosität. obwohl es gut am aktiven Material haften kann, ist die Haftkraft nicht hoch. Wenn die relative Molekülmasse des Bindemittels groß ist,, ist es schwierig, sich in organischen Lösungsmitteln aufzulösen,, der Schmelzpunkt und die Viskosität sind hoch, und es hat eine große Kohäsionskraft,, aber keine ausreichende Haftung Eigenschaften. daher, ist es notwendig, ein Bindemittel mit einer geeigneten relativen Molekülmasse zu wählen, um sowohl eine gute Haftung als auch eine gute Kohäsion zu haben.

Beim Herstellungsprozess von Lithiumbatterien, muss das Bindemittel eine gute Flexibilität aufweisen. Die Flexibilität des Bindemittels spiegelt die Schwierigkeit der Bewegung der makromolekularen Kette wider. je größer die Polarität der Substituentengruppe am Molekül ist Kette des Binders, je größer die Wechselwirkungskraft, und die Bewegung der Molekülkette behindert wird, desto schlechter die Flexibilität, und die Polarität. desto mehr substituierte Gruppen, die schlechter die Flexibilität, wie PTFE, FEP.

TOB bietet Batteriebindemittel an, die im Herstellungsprozess von Lithium-Ionen-Batterien. verwendet werden, einschließlich pvdf, sbr, cmc und PTFE.