超声波捕鱼机,电鱼机价格,超声波逆变器-海猎人专卖网

当前位置: 主页 > 电子技术 >

什么是锂电池的含氟聚合物?

时间:2019-04-12 22:33来源:海猎人

  1. 含氟聚合物

  含氟聚合物,是指部分或全部的C一H键被C—F键取代的高分子化合物。其作为隔膜使用时,具有良好的耐化学性、耐高温性、介电性能、机械性能和电气绝缘性,在高倍率充放电时,能够保持稳定的长循环性能,且在电池内部温度升高时,不会立即熔化分解,提高了电池的安全性能。然而,大多数含氟聚合物由于化学性能过于稳定,常温下难以用溶剂溶解,工业加工性能不佳。目前,只有聚偏氟乙烯系列的含氟聚合物能满足锂电池隔膜使用需求,图2.15为PVDF和PVDF-HFP的分子结构式。

  PVDF,白色,无气味粉末,测试频率1kHz时,介电常数为8〜12,极性高,结晶度为65%〜78%,密度为1.77〜1.80g/cm3,玻璃化转变温度为-39°C,熔点为172°C,热分解温度≥390°C,长期使用温度为-40〜150°C。从熔化到热分解,有200°C左右的温度差,使其具有优异的工业加工性能。PVDF结晶部分,可以为隔膜提供良好的机械强度,而其非晶体部分可以更好地吸收并保存电解液。然而,单纯的PVDF分子链结晶度过高,影响聚合物链段的运动,电解液对其浸润性能不佳,易造成电池内阻较大的问题,因此需要对PVDF膜进行修饰以满足应用要求。另外,当电池温度异常高时,不具有PP/PE/PP系列膜的高温自闭孔性能。加入适当六氟丙烯单体与偏氟乙烯共聚,即PVDF-HFP,可以降低整体的结晶度和熔点,提高电池离子电导率,降低内阻,且不会显著影响机械强度。

什么是锂电池的含氟聚合物? - 海猎网-海猎人

  含氟聚合物应用在隔膜涂层中,其结晶度决定了涂层在电解液里的溶胀程度、电极的黏结力以及高温下的稳定性。目前,国际上含氟聚合物的两大巨头公司索尔维公司(又称苏威公司)和阿科玛公司都有子电池隔膜专用的PVDF和PVDF-HFP型号。索尔维公司主要有8款(2015年之前幵发的产品详见表2.6),2015年后开发了三款新产品:Solef75130、Solef75140和水性Solef PVDF Latex乳液。阿科玛公司主要有两款:PVDF-HFP产品Kynar Flex2801(熔点143°C)及其升级产品Kynar Power FlexLBG(熔点154°C),可应用于聚合物锂离子电池(基于Bellcore工艺)。



表2.6 2015年之前索尔维公司开发的隔膜用含氟聚合物型号
型号 聚合物类型 应用 分子质量 /Da 熔点/°c  
Solef 1015 PVDF均聚物 聚合物锂电池高离子电导率的多孔膜 575000 171  
700000 170  
Solef 6020  
Solef21216 可溶于丙酮的PVDF-HFP共聚物 聚合物锂电池或聚烯烃隔膜的表面涂覆 600000 135  
300000 135  
Solef21510  
Solef 31508 可溶于丙酮的PVDF-CTFE共聚物 聚烯烃隔膜的表面涂覆 270000 169  

 
1996年,美国Bellcore公司选用PVDF和PVDF-HFP作为聚合物基材溶于丙
酮中,加入邻苯二甲酸二丁酯(DBP)增塑剂和气相Si02无机陶瓷颗粒,通过流延成膜,该流延膜和正负极片(正负极片采用铜铝网集流体)热合成单元片后, 再经过萃取步骤去掉增塑剂而形成微孔,后将单元片并联叠片组成成品电池,该 电池称为Bellcore法聚合物锂离子电池[26_28]。该新型PVDF或PVDF-HFP陶瓷复合隔膜力学性能和电化学性能优异,然而,造孔过程使用乙醚或甲醇萃取DBP, 两者都会污染环境,回收成本高,且残余DBP对电池性能也有不利影响。另外,基于Bellcore工艺的含氟聚合物膜需要电池公司自行加工生产,电池生产流程长 且烦琐,浙江万向动力电池开发有限公司(以下简称万向动力)、厦门宝龙工业股 份有限公司、威海东生能源科技有限公司等曾经基于Bellcore方法生产聚合物锂离子电池。
相转移法又称倒相法,主要是将聚合物溶于良溶剂形成均相溶液,涂于基 体上形成厚度均匀的薄层,将薄层浸入非良溶剂的凝固浴中,使薄层中的良溶剂和非良溶剂相互交换,实现液-液相分离,使原来的稳态溶液发生相转变,最 终聚合物薄层固化成微孔膜[29]。制备的微孔膜两面具有不同的孔隙结构,在顶层表面上表现了开放的孔结构,而在底层表面上则表现了密集的结构,并且它 们之间形成类似海绵状的夹层结构。这种方法工艺简单,操作方便,膜结构容 易控制,缺点是成本较高且规模产量低,实现产业化生产和应用仍有很长的路要走。


近年来,新兴的无纺布隔膜给PVDF和PVDF-HFP隔膜注入了新的活力,Lee 等利用相转移法制备了 PVDF-PE多孔隔膜(图2.16),将PVDF与PE无纺布基材复合,PE无纺布基体提供了该复合隔膜的机械强度和自闭孔性能,PVDF可以提高复合隔膜的电解液亲和性和离子电导率。Zhu等[32]将PVDF涂覆于PE无纺布两侧得到的复合隔膜具有较高的安全性、机械强度和较低的成本,有望应用 在高容量电池体系中。美国的Porous Power Technology公司采用PET无纺布作为支撑基材,推出数款PVDF隔膜产品一-Symmetrix® HPX、HPXF和NC2020, 这三款产品将在新兴无纺布类隔膜部分介绍。

 
什么是锂电池的含氟聚合物? - 海猎网-海猎人

 

 


 

------分隔线----------------------------
相关文章推荐:
什么是锂电池芳砜纶有什么作用?

      1.芳砜纶 芳砜纶又称聚芳砜酰胺(polysulfonamide,PSA)纤维,学名聚(对苯二甲酰-4,4-二氨基二苯砜-co-3,... [详情]


什么是锂电池生物质纤维素有什么作用?

      2. 生物质纤维素 纤维素是D-葡萄糖基以B-1,4糖苷键连接起来的链状大分子多糖,是自然界中含量最多、分布... [详情]


什么是锂电池聚酰亚胺材料有什么特性?

      1.聚酰亚胺 聚酰亚胺(polyimide,PI)是指分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,主要由二元酐和... [详情]


什么是锂电池聚酯类材料?

      聚酯类材料用于电池隔膜或者电解质时,主要指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(图2.... [详情]


什么是锂电池的含氟聚合物?

      1.含氟聚合物 含氟聚合物,是指部分或全部的C一H键被CF键取代的高分子化合物。其作为隔膜使用时,具有良好... [详情]


发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片