Leganti per batterie al litio come PVDF, CMC, PAA, ecc.
Jun 15, 2025
Gli elettrodi delle batterie agli ioni di litio (LIB) sono composti principalmente da materiali elettrochimicamente attivi, additivi conduttivi, leganti, collettori di corrente e altri componenti. Tra questi, i leganti svolgono un ruolo fondamentale negli elettrodi delle batterie agli ioni di litio. I leganti permettono ai materiali attivi e conduttivi di aderire saldamente al collettore di corrente, formando una struttura elettrodica completa. Impediscono il distacco o l'esfoliazione dei materiali attivi durante i processi di carica e scarica, disperdendoli uniformemente. Ciò consente la formazione di una rete di trasporto di elettroni e ioni favorevole, facilitando così il trasporto efficiente di elettroni e ioni di litio. Attualmente, le sostanze utilizzate come leganti per elettrodi includono il poli(fluoruro di vinilidene) ( PVDF) , carbossimetilcellulosa (CMC), gomma stirene-butadiene (SBR), polivinilpirrolidone (PVP), polimetilmetacrilato (PMMA), poliacrilonitrile (PAN), poliacido acrilico ( PAA ), poli(vinil alcol) (PVA), alginato di sodio (Alg), polimero di β-ciclodestrina (β-CDp), emulsione di polipropilene (LA132), poli(tetrafluoroetilene) ( PTFE ), e così via, nonché derivati funzionalizzati dei polimeri o copolimeri sopra menzionati formati da monomeri. Negli elettrodi delle batterie agli ioni di litio (LIB), le prestazioni ideali del legante dovrebbero includere: (1) stabilità chimica ed elettrochimica in un dato sistema elettrodo/elettrolita, resistenza alla corrosione dell'elettrolita e nessuna occorrenza di reazioni redox all'interno dell'intervallo di tensione operativa; (2) Dovrebbe presentare una buona solubilità, con un rapido tasso di dissoluzione e un'elevata solubilità nei solventi, e i solventi richiesti dovrebbero essere sicuri, rispettosi dell'ambiente e non tossici, preferendo i solventi a base d'acqua; (3) Dovrebbe avere una viscosità moderata per facilitare la miscelazione della sospensione e mantenerne la stabilità, pur possedendo una forte adesione, con conseguenti elettrodi con elevata resistenza alla pelatura, eccellenti proprietà meccaniche e basso utilizzo di legante; (4) Dovrebbe dimostrare una buona flessibilità per tollerare la flessione durante la manipolazione degli elettrodi e i cambiamenti di volume delle particelle di materiale attivo durante i cicli di carica-scarica delle batterie agli ioni di litio; (5) Dovrebbe essere in grado di formare una rete conduttiva ideale con agenti conduttivi, portando ad elettrodi con buona conduttività elettrica e capacità di conduzione degli ioni di litio; (6) Dovrebbe essere ampiamente disponibile e a basso costo. In questo documento vengono riassunti i recenti risultati della ricerca sui leganti per elettrodi LIB, con particolare attenzione all'introduzione dei meccanismi di adesione dei leganti negli elettrodi e dei leganti a base di olio e acqua comunemente utilizzati negli attuali elettrodi LIB. 1 Meccanismo di adesione dei leganti negli elettrodi delle batterie ag...
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