Performances du PVDF et son effet sur les performances des batteries au lithium

polyfluorure de vinylidène , appelé pdf , Le liant pour batterie lithium-ion PVDF est fabriqué à partir de résine en ajoutant des additifs aux propriétés spécifiques, par moulage par injection ou extrusion et d'autres procédés de traitement et polymères, est un fluoropolymère thermoplastique hautement non réactif, est un semi- -fluoropolymère cristallin. en raison de sa bonne résistance mécanique, stabilité chimique, stabilité électrochimique, stabilité thermique et bonne affinité pour l'électrolyte, Le PVDF a toujours attiré beaucoup d'attention. résine polyfluorure de vinylidène (PVDF) a à la fois des caractéristiques de résine fluorée et de résine générale, a d'excellentes performances globales, est une partie importante de l'électrode positive et négative de l'alimentation chimique, la performance de l'électrode et même de l'ensemble de la batterie. elle a une grande influence sur la capacité de la batterie, la durée de vie, la résistance interne, la pression interne de charge rapide, etc.

le rôle et la performance du liant

(1) assurer l'uniformité et la sécurité de la réduction en pâte des substances actives.

(2) à la liaison des particules de substance active.

(3) la substance active est liée au fluide collecteur.

(4) maintenir la liaison entre les substances actives et les agrégats.

(5) il est avantageux de former un film SEI sur la surface d'un matériau en carbone (graphite).

le liant pvdf utilisé pour préparer les batteries lithium ion présente les caractéristiques suivantes :

le polyfluorure de vinylidène est un polymère semi-cristallin à haute cristallinité et haute température de fusion. donc, sous la température habituelle d'utilisation de la batterie, la cristallinité du PVDF's rend difficile la circulation des molécules à liquide électrolytique, et la charge de charge et de décharge augmente. lorsque le taux de séchage de la batterie n'est pas adapté, le taux de retrait du PVDF est différent de celui du collecteur, et le revêtement contenant des substances actives sera séparé du collecteur. en cours d'utilisation, avec la migration du temps, due à la contrainte interne de l'électrode, la couche de mélange d'électrodes est partiellement ou complètement retirée du collecteur,, ce qui entraîne une mauvaise charge caractéristiques, entraînant une détérioration de la capacité.

L'homopolymère pvdf a les problèmes ci-dessus . grâce à des recherches et des tests approfondis , Le copolymère PVDF a été introduit pour se préparer en introduisant une petite quantité de monomère polaire et de copolymérisation VDF dans le processus de polymérisation . Le copolymère PVDF avec des groupes polaires peut grandement améliorer les performances de liaison du liant, empêcher la perte d'électrode, réduire considérablement la teneur en liant, donner à la batterie une densité d'énergie plus élevée, une résistance interne plus petite, apporter une densité d'énergie plus élevée, de meilleures performances de puissance et temps de cycle plus long.

facteurs d'influence du liant sur les performances de la batterie

(1) réaction entre le liant et l'électrode.

(2) influence du liant sur les performances à basse température de la batterie.

(3) synergie de liant, substance active et agent conducteur.

(4) réaction exothermique du liant.

(5) conduction des ions lithium et des électrons dans le liant.

(6) influence de l'adhérence de l'adhésif et du collecteur sur les performances de la batterie.

(7) l'influence de la méthode de préparation des électrodes sur les performances de la batterie.

(8) l'influence des impuretés dans le liant sur les performances de la batterie.

les caractéristiques de la batterie lithium-ion sont qu'avec le processus de charge et de décharge , le lithium dans le matériau actif intégré -- la libération provoque l'expansion et la contraction du matériau actif (comme le changement d'espacement des couches de graphite atteint 10% à 11%) , qui exige que le liant puisse jouer un rôle tampon. seconde, l'électrode de la batterie lithium-ion peut être chauffée jusqu'à 200℃ pendant le processus de séchage, et le liant doit pouvoir résister une température aussi élevée.

dans la production d'électrode, la sélection du liant est très importante, ses performances affectent directement les performances de l'électrode. l'utilisation du liant nécessite généralement une faible résistance ohmique, des performances stables dans l'électrolyte, non l'expansion, ne se détache pas et la poudre ne tombe pas. le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le fluorure de polyvinylidène (PVDF), le copolymère de fluorure de polyvinylidène et d'hexafluoropropylène (PVDF-HFP) est couramment utilisé comme liant pour les matériaux d'électrode en lithium batteries ioniques.

d'une manière générale, lorsque le poids moléculaire relatif du liant est faible, il a un point de fusion bas et une faible viscosité. bien qu'il puisse bien adhérer au matériau actif, la force d'adhérence n'est pas élevée. lorsque la masse moléculaire relative du liant est grande, il est difficile à dissoudre dans les solvants organiques, le point de fusion et la viscosité sont élevés, et il a une grande force de cohésion, mais pas assez d'adhérence propriétés. donc, il est nécessaire de choisir un liant avec une masse moléculaire relative adaptée afin d'avoir à la fois une bonne adhérence et une bonne cohésion.

dans le processus de préparation des batteries au lithium, le liant doit avoir une bonne flexibilité. la flexibilité du liant reflète la difficulté du mouvement de la chaîne macromoléculaire. plus la polarité du groupe substituant sur la chaîne moléculaire est grande chaîne du liant, plus la force d'interaction est grande, et le mouvement de la chaîne moléculaire est entravé, la flexibilité est mauvaise, et la polarité est mauvaise. plus il y a de groupes substitués, pire la flexibilité, comme le PTFE, FEP.

TOB propose des liants de batterie utilisés dans le processus de fabrication de batteries lithium-ion., y compris pdf, sbr, cmc et PTFE.