Rendimiento de PVDF y su efecto en el rendimiento de la batería de litio

fluoruro de polivinilideno , referido como pvdf , El aglutinante de batería de iones de litio PVDF está hecho de resina mediante la adición de algunos aditivos con propiedades específicas, mediante moldeo por inyección o extrusión y otros procesos de procesamiento y polímeros, es un fluoropolímero termoplástico altamente no reactivo, es un semi -fluoropolímero cristalino. debido a su buena resistencia mecánica, estabilidad química, estabilidad electroquímica, estabilidad térmica y buena afinidad a los electrolitos, PVDF siempre ha atraído mucha atención. resina de fluoruro de polivinilideno (PVDF) tiene resina fluorada y características generales de la resina, tiene un excelente rendimiento integral, es una parte importante del electrodo positivo y negativo de la fuente de alimentación química, el rendimiento del electrodo e incluso de toda la batería. tiene una gran influencia en la capacidad de la batería, el ciclo de vida, la resistencia interna, la presión interna de carga rápida, etc.

el papel y el desempeño del aglutinante

(1) garantizar la uniformidad y la seguridad de la reducción a pulpa de las sustancias activas.

(2) a la unión de partículas de sustancia activa.

(3) la sustancia activa está unida al fluido colector.

(4) mantener la unión entre las sustancias activas y los agregados.

(5) es beneficioso formar una película SEI en la superficie del material de carbono (grafito).

El aglutinante de pvdf utilizado para preparar baterías de iones de litio tiene las siguientes características:

El fluoruro de polivinilideno es un polímero semicristalino con alta cristalinidad y alta temperatura de fusión., por lo tanto, bajo la temperatura de uso habitual de la batería,, la cristalinidad del PVDF's dificulta la circulación de moléculas con líquido electrolítico, y la carga de carga y descarga aumenta. cuando la tasa de secado de la batería no es la adecuada, la tasa de contracción del PVDF es diferente a la del colector, y el revestimiento que contiene las sustancias activas se separará del colector. en proceso de uso, con la migración del tiempo, debido a la tensión interna del electrodo, la capa de mezcla del electrodo se desprende parcial o completamente del colector, lo que resulta en una carga deficiente características, que resultan en el deterioro de la capacidad.

El homopolímero de pvdf tiene los problemas anteriores. a través de investigaciones y pruebas exhaustivas, Se introdujo el copolímero de PVDF para preparar mediante la introducción de una pequeña cantidad de monómero polar y copolimerización de VDF en el proceso de polimerización. El copolímero de PVDF con grupos polares puede mejorar el rendimiento de unión del aglutinante, evitar el desprendimiento de electrodos, reducir significativamente el contenido de aglutinante, dar a la batería una mayor densidad de energía, menor resistencia interna, brindar una mayor densidad de energía, mejor rendimiento energético y tiempo de ciclo más largo.

factores de influencia del aglutinante en el rendimiento de la batería

(1) reacción entre el aglutinante y el electrodo.

(2) influencia del aglutinante en el rendimiento a baja temperatura de la batería.

(3) sinergia del aglutinante, sustancia activa y agente conductor.

(4) reacción exotérmica del aglutinante.

(5) iones de litio y conducción de electrones en el aglutinante.

(6) influencia del adhesivo y la adhesión del colector en el rendimiento de la batería.

(7) la influencia del método de preparación de electrodos en el rendimiento de la batería.

(8) la influencia de las impurezas del aglutinante en el rendimiento de la batería.

las características de la batería de iones de litio es que con el proceso de carga y descarga , el litio en el material activo incrustado -- la liberación provoca la expansión y contracción del material activo (como el cambio de espaciado de la capa de grafito alcanza el 10% al 11%) , lo que requiere que el aglutinante pueda desempeñar una función de amortiguación. segundo, el electrodo de la batería de iones de litio se puede calentar hasta 200 ℃ durante el proceso de secado, y el aglutinante debe poder resistir una temperatura tan alta.

en la producción de electrodos, la selección del aglutinante es muy importante, su rendimiento afecta directamente el rendimiento del electrodo. el uso de aglutinantes generalmente requiere una resistencia de ohmios pequeña, rendimiento estable en el electrolito, no expansión, no se suelta y el polvo no se cae. politetrafluoroetileno (PTFE), fluoruro de polivinilideno (PVDF), fluoruro de polivinilideno y copolímero de hexafluoropropileno (PVDF-HFP) se usa comúnmente como aglutinante para materiales de electrodos de litio baterías de iones.

en términos generales, cuando el peso molecular relativo del aglutinante es bajo, tiene un punto de fusión bajo y una viscosidad baja. aunque puede adherirse bien al material activo, la fuerza adhesiva no es alta. cuando la masa molecular relativa del aglutinante es grande, es difícil de disolver en solventes orgánicos, el punto de fusión y la viscosidad son altos, y tiene una gran fuerza cohesiva, pero no suficiente adhesión propiedades. por lo tanto, es necesario elegir un ligante con una masa molecular relativa adecuada para tener una buena adherencia y una buena cohesión.

en el proceso de preparación de baterías de litio, se requiere que el ligante tenga buena flexibilidad. la flexibilidad del ligante refleja la dificultad del movimiento de la cadena macromolecular. cuanto mayor sea la polaridad del grupo sustituyente en la molécula cadena del aglutinante, cuanto mayor es la fuerza de interacción, y se dificulta el movimiento de la cadena molecular, la flexibilidad es pobre, y la polaridad es pobre. cuantos más grupos sustituidos, peor la flexibilidad, como PTFE, FEP.

TOB ofrece aglutinantes de batería utilizados en el proceso de fabricación de baterías de iones de litio., incluidos pvdf, sbr, cmc y ptfe.