PDF《Solef》

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4 5 粘结剂含量 [%] Hydrogenated polymer Solef? PVDF 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 剥离强度 [N/cm] Solef?

6010 Solef?

6020 粘结力是决定电池性能,尤其是长期性能的一个关键因 素.作为好的粘结剂,需要保证活性物质和导电炭黑的均 匀分布,同时稳定粘附在金属极片上. 此处,针对粘结剂的性能,进行了试验评价.正极采用 NMP浆料在标准条件下制作.LiCoO2 作为活性物质, 5%炭黑,Solef? PVDF含量固定.然后将浆料涂布在铝 箔上,置于烘箱,在130C下干燥.采用ASTM D 903剥 离测试方法来评价粘附力. 通过试验可以看出分子量和粘结剂含量对电极机械稳定性 的影响.同时,干燥温度、活性物质的化学性和质量状 况,以及后处理的过程等对于粘结力均有影响,因此可以 通过优化这些加工参数来改善电极质量. 在众多的聚合物中,Solef? PVDF由于具有优异的稳定性和可靠性, 成为粘结剂的首选材料之一. Solef? PVDF确保以下性能: ? 电化学稳定性从0到5V (Li+/Li) ? 可溶解于NMP中,易于加工 ? 耐受电解液的腐蚀 ? 与电极活性物质的合适的粘结性 ? 与极板的持续粘附力 新Solef? 5130用于高容量大电池 2, PVDF homo high MW Solef?

5130 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10

0 剥离强度 [N/cm]

5 Solef? PVDF Reinforced intermolecular interactions LiCoO NMC 811, LiMn 204, Graphite, 正极粘结力 LiPO4 正极粘结力 粘结剂含量 [%] 剥离强度 [N/cm] Solef?

5130 PVDF homo 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20

0 苏威特种聚合物凭借其在氟化学和聚合技术方面的丰富经 验,专门针对需求量大的应用领域,如汽车行业,开发出 新一代聚合物作为粘结剂,从而保证在电池运行的最佳性 能. 新Solef? 5130具有超高分子量,同时分子中含有极性官 能团.增强的聚合物分子间、活性物质和金属极片间的 作用力提高了粘附性能和在电解液中的耐腐蚀性能,带 来更高的能量密度、更好的功率性能和更长的循环时 间,从而满足汽车行业的需求. 新Solef? 5130针对各种不同的活性物质进行了大量的测 试.此过程中,尤其安排了在大电池中越来越流行的新 氧化物体系的测试,负极则采用石墨.电极采用NMP溶液,以标准方法制备,然后将浆料涂布在铝箔上,置于 烘箱,在130°C下干燥.采用ASTM D 903剥离测试方 法来评价粘附力.在所有的测试中,Solef? 5130的附着 力都明显高于其它高分子量均聚PVDF. 因此使用Solef? 5130可以显著降低粘结剂含量,赋予电 池更高的能量密度、更小的内阻.以下针对LiFePO4体 系降低粘结剂含量进行了分析. 电池性能 采用钮扣电池样品做Galvanostatic循环, 1C, 2.5-4.0V;

80%DoD@RT 电极组成: PVDF粘结剂,10% super P,LiFePO4 放电容量根据电极重量进行换算 采用钮扣电池样品做Galvanostatic循环1C,2.5-4.0V;

40% DoD@RT 电极组成: PVDF粘结剂 8%,10% super P,82% LiFePO4 循环寿命:电池容量达到80%初始值时的循环次数. 电源用途的循环寿命 循环次数 放电容量 [mAh/g] Solef? Solef? 循环寿命 循环寿命 Electrodes and coin cells PVDF均聚物 Solef?

5130 正极样品 钮扣电池处理后在85°C下存放2天6Standard PVDF 正极- LiCoO2 -活性材料 电极耐受力 [活性物质重量百分比] PDVF 均聚物 Solef?

5130 120

80 40

0 50

100 150

200 250 Solef?

5130 PVDF通用牌号如Solef? 6020已经在市场广泛使用,主 要用于消费电子行业的正负极粘结剂,并且性能稳定. 而对于汽车行业,则需要确保有更好的性能.尤其是电 动汽车(EV)的深度放电,而混合动力汽车(HEV) 则需要高电流和短周期放电的稳定性. Solef? 5130则非常适合需要低粘结剂含量和高能量的 应用领域:电池容量更高并确保长期工作. 由图可见,粘结剂用量减少且初始容量提高超过5%. 从我们的测试结果来看,该容量的提高在50次循环之 后越发明显. 当需要高能量性能时,Solef? 5130仍然可以提供更加 稳定的性能.下图显示了Solef? 5130对于循环寿命的 提高. Solef? 5130带来更长的电池寿命 新粘结剂Solef? 5130如何确保稳定地提高电池寿命呢? 与长期稳定性相关的一个重要方面是材料在含有机碳酸盐 和锂盐的苛刻环境中的耐腐蚀能力.尤其是在高温下,聚 合物的重量增加非常低(见下图).分子量大小对于这方 面的性能非常重要. 在苛刻条件下粘附性的突破则与聚合物的特性有关.为 了验证此性能,我们对在电解液中浸泡后的稳定性进行 了测试.将不同浓度的PVDF均聚物或Solef? 5130制成 的正极浸入电解液混合物(EC/DMC 1:1)中,在90°C 下浸泡5天.通过对比浸泡试验前后极板上的活性物质 的多少,来判断电极的耐腐蚀能力. 实验是采用自由的电极膜片浸泡在过量的电解液中,测 试条件要比实际电池的状况要苛刻的多.虽然如此,我 们仍可将之作为判别粘结剂稳定性的方法.Solef?