聚偏氟乙烯〔Polyvinylidene Fluoride,简称PVDF〕作为一种性能很好锂电池粘结剂,因其优秀化学稳固性、热稳固性、电化学性能,被大量用途于锂离子电池正极材料制备中。PVDF粘结剂主要作用是将活性物质、导电剂、集流体牢固结合于一起,和此同时保持电极于充放电过程中结构完整性。
一个典型PVDF锂电池粘结剂配方包括以下几个关键成分:
1. PVDF树脂:作为主粘结剂,通常选用分子量较高产品以确保优良机械强度、耐久性。常见型号有Kynar 740、Solef 5130。
2. 溶剂:常用溶剂为N甲基吡咯烷酮〔NMP〕,它能够很好溶解PVDF树脂,形成均匀浆料。另外,还可以根据要添加少量其他助溶剂来调节粘度。
3. 导电剂:如碳黑或石墨烯,用于增强电极导电性能,改善电池倍率性能、循环寿命。
4. 增稠剂/改性剂:如CMC〔羧甲基纤维素钠〕或HPC〔羟丙基纤维素〕,可优化浆料流变特性,便于涂布操作。
实际配比上,PVDF一般占总重量8%15%,导电剂占比约为5%10%,剩余部分为活性物质、其他添加剂。例如,对于三元材料体系,可以采用如下比例:PVDF 10%,导电剂 5%,其余为活性物质及其它组分。
通过科学合理配方设计和工艺控制,PVDF粘结剂不仅能够显著提升锂电池整体性能,还能延长其使用寿命,满足现代设备对高能量密度、长续航能力需求。
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