鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解液四大部分組成。粘結(jié)劑是鋰離子電池極片重要的組成材料之一，是將極片中活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑粘附在電極集流體上的高分子化合物，具有增強(qiáng)活性材料、導(dǎo)電劑和集流體間接觸性以及穩(wěn)定極片結(jié)構(gòu)的作用，是鋰離子電池材料中技術(shù)含量較高的附加材料。

　　好的粘結(jié)劑，不僅有利于電池能量密度的提高，對(duì)于電池內(nèi)阻也有明顯的降低作用，對(duì)電池的電化學(xué)性能也具有重要的影響。

　　鋰離子電池用粘結(jié)劑既需要能被有機(jī)電解液浸潤(rùn)，又能抵抗其侵蝕，不溶解，少溶脹，在有機(jī)電解液環(huán)境下也能保持良好的粘結(jié)性能。此外，對(duì)于正極粘結(jié)劑，要求其電化學(xué)穩(wěn)定性良好，分解電壓在4.5V以上 (分解電壓即電解質(zhì)在電極上分解所需施加的最小電壓，這里主要以鋰電極做參比，粘結(jié)劑若分解電壓較低，則容易在電池工作中被分解，不利于鋰電的正常運(yùn)轉(zhuǎn))。

　　目前，市場(chǎng)上被廣泛使用的正極粘合劑的主要化學(xué)成分便是聚偏氟乙烯(PVDF)。

　　PVDF具有哪些優(yōu)異特性?

　　PVDF是由1,1-二氟乙烯(VDF)單體經(jīng)自由基聚合而成,兼具氟樹(shù)脂與通用樹(shù)脂的特性，是一種綜合性能優(yōu)異、用途廣泛的非反應(yīng)性熱塑性含氟聚合物;可溶于N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰 胺等強(qiáng)極性溶劑，溶解速度快，溶解度高。

　　PVDF樹(shù)脂是由杜邦于1934年研發(fā)出來(lái)的成果，1961年由美國(guó)Pennwalt公司實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，最初軍用絕緣熱縮管和熱掃描電線是核心市場(chǎng);20世紀(jì)七八十年代，PVDF開(kāi)始廣泛應(yīng)用于建筑涂裝、化工廠塑鋼、壓力通風(fēng)系統(tǒng)電纜、以及半導(dǎo)體工業(yè)中高純液體管路材料等領(lǐng)域，市場(chǎng)迅速增長(zhǎng);20世紀(jì)末、21世紀(jì)初，憑借優(yōu)異的性能，PVDF開(kāi)始應(yīng)用于鋰電池電極粘結(jié)劑。

　　PVDF樹(shù)脂的優(yōu)異性能表現(xiàn)為極佳的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，可有效抵抗鋰電池中極性有機(jī)溶劑電解液的侵蝕，且具有較好的粘結(jié)性能，優(yōu)良的機(jī)械性能和加工性;此外,還有足夠的柔韌性，保證活性物質(zhì)在反復(fù)膨脹和收縮過(guò)程中不脫落，電極微粒間的結(jié)合不被破壞，因此PVDF在鋰電池正極粘結(jié)劑中被廣泛使用，目前占比可達(dá)90%。

　　PVDF之所以表現(xiàn)出極高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，與它自身分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。VDF由C-H鍵和C-F鍵交互相連而構(gòu)成。由于聚烯烴分子的碳鏈呈鋸齒形，其氫原子被電負(fù)性較大的氟原子取代后，與相鄰的氟原子相互排斥，從而使得氟原子不在同一平面內(nèi)，并沿碳鏈作螺旋分布，故在碳鏈的四周被一系列性質(zhì)穩(wěn)定的氟原子所包圍，這種幾乎無(wú)間隙的空間屏障使得任何原子或基團(tuán)都不能進(jìn)入其結(jié)構(gòu)內(nèi)部而破壞碳鏈，因此PVDF具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性。

　　目前，高端鋰電池基本仍然使用進(jìn)口PVDF材料，其市場(chǎng)空間大約為249億。

　　比利時(shí)-索爾維Solef PVDF 提高電池性能

　　Solvay - 電池中的 Solef PVDF

　　對(duì)于大多數(shù)聚合物材料而言，鋰電池是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，因?yàn)樗鼈冃枰阡囯x子電池的特定化學(xué)環(huán)境中具有長(zhǎng)期可靠性以及耐化學(xué)性和電化學(xué)性。在汽車(chē)應(yīng)用的情況下，還需要更高的溫度性能。

　　當(dāng) Solef PVDF 在電極配方和隔膜設(shè)計(jì)中用作粘合劑時(shí)，可為鋰電池行業(yè)帶來(lái)許多優(yōu)勢(shì)。索爾維開(kāi)發(fā)了業(yè)界首個(gè)用于隔膜涂層的商業(yè)化水基聚偏二氟乙烯 (PVDF)，繼續(xù)引領(lǐng)電池市場(chǎng)的環(huán)保解決方案。

　　Solef PVDF 已經(jīng)在許多專業(yè)應(yīng)用中得到很好的評(píng)估，例如石油和天然氣、半導(dǎo)體、水過(guò)濾膜、管道、建筑涂料和光伏。

　　鋰離子電池的主要特性

　　●Solef? PVDF 在 0 至 5 V vs Li+/Li 的整個(gè)電壓范圍內(nèi)具有電化學(xué)穩(wěn)定性，這保證了其在鋰電池電化學(xué)環(huán)境中的安全使用。

　　●熱重分析表明 Solef? PVDF 樹(shù)脂在高溫下穩(wěn)定：在低于 420°C (788°F) 的溫度下短期處理不會(huì)發(fā)生熱降解。

　　●Solef? PVDF 的保質(zhì)期是無(wú)限的。根據(jù) ISO 9080 外推標(biāo)準(zhǔn)，Solef? PVDF 管道在室溫下 25 MPa 下穩(wěn)定 50 年以上。

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