聚偏二氟乙烯PVDF在鋰電行業(yè)中主要應(yīng)用于鋰電粘結(jié)劑

PVDF分為均聚物和共聚物，其中PVDF共聚物又叫做聚偏二氟乙烯，它最適用于鋰電行業(yè)中，用作鋰電粘結(jié)劑，鋰電隔膜等，現(xiàn)在鐵氟龍管小姐姐帶大家來(lái)詳細(xì)了解PVDF在鋰電行業(yè)中的應(yīng)用：

電池隔膜被稱作電池的“第三電極”，置于電池兩極之間，起到允許離子通過(guò)，不允許電子透過(guò)的作用，是電池的心臟。電池隔膜的優(yōu)劣直接影響到電池的使用壽命和貯存壽命，直接制約著電池的發(fā)展和電子產(chǎn)品的進(jìn)步。

隔膜又稱為隔板或隔離物，存在于電極兩極之間。有薄膜，板型，棒型等形狀，其工作原理是阻止電池兩極活性物相互接觸，防止電池內(nèi)部短路。在有的特殊性能的電池中，隔膜還會(huì)起到吸附電解液的作用。所以隔膜應(yīng)厚度均一，有適宜的孔徑、孔隙率和透氣率；有良好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性及盡可能低的電阻率；能夠有效的阻止兩極活性物的接觸；有良好的吸收和保持電解液的能力。電池隔膜的成本一般占整個(gè)電池成本的20~30%，如果能夠研發(fā)出成本低，工藝簡(jiǎn)單，孔徑適中，孔隙率高，有足夠機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良性能的微孔聚合物隔膜和非織造臘，有利于提高電池的綜合性能和降低成本。

聚偏氟乙烯( PVDF) 中由于碳氟鍵( -C-F-) 鍵能較強(qiáng), 并且每?jī)蓚€(gè)氟原子包圍著一個(gè)碳原子, 使得碳原子不容易與其它原子反應(yīng), 因此, 聚偏氟乙烯的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定, 此外, 聚偏氟乙烯成膜后的機(jī)械性能較好, 并可以溶于許多有機(jī)溶劑中, 被認(rèn)為是理想的膜材料。VDF-HFP共聚張性樹(shù)脂因其兼具氟樹(shù)脂的熱穩(wěn)定、耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕、電絕緣性好、機(jī)械強(qiáng)度高和改性后的易加工、柔韌性強(qiáng)等特點(diǎn)，已成為聚合物鋰離子電池隔膜的首選材料之一。聚偏氟乙烯-六氟丙烯復(fù)合聚合物（PVDF-HFP/SiO2）隔膜是采用倒相法復(fù)合納米制備的一種多孔聚合物隔膜。制成的此隔膜保持了單一多孔聚合物體系高的離子電導(dǎo)率，滿足實(shí)際應(yīng)用的要求（10-3S/cm），另一方面也保證了單一多孔聚合物體系所不具備的良好的機(jī)械性能，是極具應(yīng)用前景的聚合物隔膜。

我國(guó)是世界上最大的電池生產(chǎn)國(guó)，各類(lèi)電池材料多數(shù)已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，唯獨(dú)隔膜材料大多數(shù)還處在研發(fā)階段尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。因此，開(kāi)始和研制高性能的電池隔臘成為電池行業(yè)的重中之重。 最新研究的方法是以靜電紡絲技術(shù)制備的非織造布膜作為鋰離子電池隔膜。靜電紡絲所得纖維最主要的特點(diǎn)是纖維直徑很細(xì)，具有高的比表面積，且所得亞微米級(jí)纖維堆積而成的層狀膜具有較高的孔隙率和優(yōu)異的離子電導(dǎo)率。因此，靜電紡絲法是制備高性能電池隔膜最為理想的方法之一。

靜電紡絲是指通過(guò)對(duì)聚合物溶液(或熔體)施加外加電場(chǎng)來(lái)制造聚合物纖維的紡絲技術(shù)。近年來(lái)靜電紡絲技術(shù)作為一種可制備納米級(jí)纖維的加工方法引起了廣泛關(guān)注。用靜電紡絲方法制得的纖維直徑可達(dá)納米級(jí)，相比于采用常規(guī)方法制得的纖維直徑小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，且具有比表面積大、孔隙率高、孔徑小、長(zhǎng)徑比大等優(yōu)點(diǎn)。理論上幾乎所有可以溶解于一定溶劑中并形成穩(wěn)定溶液體系或能夠熔融形成熔體的聚合物都可以采用靜電紡絲技術(shù)制備具有亞微米、納米尺寸的纖維材料。1994年, 美國(guó)Bellcore公司宣布其研制出一種新型的PVDF基聚合物電解質(zhì)的鋰離子電池, 它是用聚偏氟乙烯-六氟丙烯( PVDF-HFP) 的共聚物制成多孔薄膜, 吸附電解液后, 具有較高的電導(dǎo)率和良好的機(jī)械性能, 但是在制備過(guò)程中須要抽提造孔劑鄰苯二甲酸二丁酯, 給規(guī)?；a(chǎn)帶來(lái)不利.

對(duì)于高能電池, 存在著三種聚合物電解質(zhì): 干性固態(tài)電解質(zhì)( DSPE) 、凝膠固態(tài)電解質(zhì)( GSPE) 、以及多孔固態(tài)電解質(zhì)( PSPE) 。PVDF及其共聚物由于高溶解度、低結(jié)晶度、以及低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度, 被廣泛用作PSPE基體。但是, PSPE的力學(xué)強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及界面穩(wěn)定性均很差。在PVDF基電解質(zhì)的應(yīng)用中, 很關(guān)鍵的一點(diǎn)就是如何制備多孔固態(tài)電解質(zhì)。在PVDF基電解質(zhì)中, 很多時(shí)候都是采用讓它與六氟丙烯共聚后再制備出電解質(zhì)薄膜。因?yàn)楣簿畚锏慕Y(jié)晶度比PVDF的結(jié)晶度要低, 而且共聚物具有相當(dāng)高的介電常數(shù)(?=8.4) , 有利于形成更高的載流子濃度。

小姐姐總結(jié)，作為最大電池生產(chǎn)國(guó)的中國(guó)，我們所需的PVDF用量，必然很大，但不同鋰電池所用PVDF型號(hào)也會(huì)不一樣，這個(gè)小姐姐以后會(huì)給大家做詳解。