Prestazioni PVDF e il suo effetto sulle prestazioni della batteria al litio

fluoruro di polivinilidene , denominato pvdf , Il legante per batterie agli ioni di litio PVDF è costituito da resina con l'aggiunta di alcuni additivi con proprietà specifiche, mediante stampaggio a iniezione o estrusione e altri processi di lavorazione e polimeri, è un fluoropolimero termoplastico altamente non reattivo, è un semi -fluoropolimero cristallino. per la sua buona resistenza meccanica, stabilità chimica, stabilità elettrochimica, stabilità termica e buona affinità con l'elettrolita, Il PVDF ha sempre attirato molta attenzione. resina fluoruro di polivinilidene (PVDF) ha sia la resina fluorurata che le caratteristiche generali della resina, ha eccellenti prestazioni complete, è una parte importante dell'elettrodo positivo e negativo dell'alimentazione chimica, le prestazioni dell'elettrodo e persino dell'intera batteria. ha una grande influenza sulla capacità della batteria, durata del ciclo, resistenza interna, pressione interna di carica rapida, ecc.

il ruolo e le prestazioni del legante

(1) garantire l'uniformità e la sicurezza della spappolatura delle sostanze attive.

(2) al legame delle particelle di sostanza attiva.

(3) la sostanza attiva è legata al fluido collettore.

(4) mantenere il legame tra principi attivi e aggregati.

(5) è utile formare una pellicola SEI sulla superficie del materiale di carbonio (grafite).

Il raccoglitore pvdf utilizzato per preparare le batterie agli ioni di litio ha le seguenti caratteristiche:

il fluoruro di polivinilidene è un polimero semicristallino con elevata cristallinità e alta temperatura di fusione. quindi, alla normale temperatura di utilizzo della batteria, la cristallinità del PVDF's rende difficile la circolazione delle molecole con liquido elettrolitico, e il carico di carica e scarica aumenta. quando la velocità di asciugatura della batteria non è idonea, la velocità di ritiro del PVDF è diversa da quella del collettore, e il rivestimento contenente le sostanze attive sarà separato dal collettore. nel processo di utilizzo, con la migrazione del tempo, a causa della sollecitazione interna dell'elettrodo, lo strato di miscela di elettrodi viene parzialmente o completamente strappato dal collettore, con conseguente scarso carico caratteristiche, con conseguente deterioramento della capacità.

l'omopolimero pvdf presenta i problemi di cui sopra. grazie a ricerche e test approfonditi, Il copolimero PVDF è stato introdotto per la preparazione introducendo una piccola quantità di monomero polare e la copolimerizzazione VDF nel processo di polimerizzazione. Il copolimero PVDF con gruppi polari può notevolmente migliorare le prestazioni di adesione del legante, prevenire la dispersione degli elettrodi, ridurre significativamente il contenuto di legante, conferire alla batteria una maggiore densità di energia, una minore resistenza interna, una maggiore densità di energia, migliori prestazioni di potenza e tempo di ciclo più lungo.

influenzano i fattori del legante sulle prestazioni della batteria

(1) reazione tra legante ed elettrodo.

(2) influenza del legante sulle prestazioni a bassa temperatura della batteria.

(3) sinergia di legante, sostanza attiva e agente conduttivo.

(4) reazione esotermica del legante.

(5) ioni di litio e conduzione di elettroni nel legante.

(6) influenza dell'adesione dell'adesivo e del collettore sulle prestazioni della batteria.

(7) l'influenza del metodo di preparazione degli elettrodi sulle prestazioni della batteria.

(8) l'influenza delle impurità nel legante sulle prestazioni della batteria.

le caratteristiche della batteria agli ioni di litio sono che con il processo di carica e scarica , il litio nel materiale attivo incorporato - il rilascio provoca l'espansione e la contrazione del materiale attivo (come la variazione della spaziatura degli strati di grafite ha raggiunto il 10% all'11%) , che richiede che il legante possa svolgere un ruolo tampone. secondo, l'elettrodo della batteria agli ioni di litio può essere riscaldato fino a 200 ℃ durante il processo di asciugatura, e il legante deve essere in grado di resistere una temperatura così alta.

nella produzione dell'elettrodo, la scelta del legante è molto importante, le sue prestazioni influiscono direttamente sulle prestazioni dell'elettrodo. l'uso del legante richiede generalmente una piccola resistenza di ohm, prestazioni stabili nell'elettrolita, no espansione, non si stacca e la polvere non cade. politetrafluoroetilene (PTFE), fluoruro di polivinilidene (PVDF), fluoruro di polivinilidene e copolimero esafluoropropilenico (PVDF-HFP) è comunemente usato come legante per i materiali degli elettrodi di litio batterie ioniche.

in generale, quando il peso molecolare relativo del legante è basso, ha un basso punto di fusione e una bassa viscosità. sebbene possa aderire bene al materiale attivo, la forza adesiva non è elevata. quando la massa molecolare relativa del legante è grande, è difficile da sciogliere in solventi organici, il punto di fusione e la viscosità sono elevati, e ha una grande forza coesiva, ma non sufficiente adesione proprietà. quindi, è necessario scegliere un legante con una massa molecolare relativa adeguata per avere sia una buona adesione che una buona coesione.

nel processo di preparazione delle batterie al litio, il legante deve avere una buona flessibilità. la flessibilità del legante riflette la difficoltà del movimento della catena macromolecolare. maggiore è la polarità del gruppo sostituente sulla molecola catena del legante, maggiore è la forza di interazione, e il movimento della catena molecolare è ostacolato, la flessibilità è scarsa, e la polarità è scarsa. più i gruppi sostituiti, sono peggiore la flessibilità, come PTFE, FEP.

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