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          聚合物鋰電池粘結劑知識簡介

          來源:聚合物鋰電池?作者:admin??發布時間:2019-07-29 18:02:36??閱讀數:

          一、聚合物鋰電池粘結劑簡介

          聚合物鋰電池粘結劑是一種高分子化合物,是鋰離子電池電極片中的非活性成分,是制備鋰離子電池電極片必須使用的重量材料之一。

          粘結劑的主要作用是連接電極活性物質、導電劑和電極集流體,使它們之間具有整體的連接性,從而減小電極的阻抗,同時使電極片具有良好的機械性能和可加工性能,滿足實際生產需要。

          二、聚合物鋰電池粘結劑的作用

          粘結劑在聚合物鋰電池中用量極少,占鋰電池成本也進不到1%,但是其作用卻是不可替代。

          ①保證活性物質制漿時的均勻性和安全性

          ②對活性物質顆粒間起到粘接作用

          ③將活性物質粘接到集流體上

          ④保持活性物質間以及和集流體間的粘接作用

          ⑤有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜

          ⑥提高電池的循環性能、快速充放能力,同時降低電池內阻

          三、聚合物鋰電池粘結劑的性能要求

          電極粘結劑環境特殊,因此需滿足特殊的性能要求。

          ①粘接性能好,抗拉強度高

          ②柔韌性,楊氏模量低

          ③化學穩定性和電化學穩定性好,在儲存和循環過程中不反應,不變質

          ④在電解液中不溶脹或溶脹系數小

          ⑤在漿料介質中分散性好,有利于將活性物質均勻地粘接在集流體上

          ⑥對電極中電子和離子在電極中傳導的影響小

          ⑦環境友好,使用安全,成本低廉

          四、聚合物鋰電池粘結劑的選擇

          電極粘結劑不僅需要有效地粘接電極活性物質、導電劑和電極集流體,而且電極粘結劑長期處于非常特殊的環境下,優良的粘結劑還必須能夠抵抗各種外在因素的影響。

          五、聚合物鋰電池粘結劑的分了

          按照粘結劑在電極中的分散情況可分為電型、線型和體型(三維網絡型)3類。

          按照分散介質的性質又可以分為油性粘結劑和水性粘結劑。

          六、聚合物鋰電池粘結劑市場概況

          ①作為鋰電原材料輔料的粘結劑,其增速將大致符合鋰離子電池的增速,這意味著鋰電池粘結劑的需求量也將以30%左右的速度增長。

          ②以在正極、負極中的添加量5%來估算,2017年我國的鋰電正極材料需求量約為21萬噸,負極材料需求量約8萬噸,粘結劑需求量約為1.45萬噸;以30%的增速增長,到2020年國內需求量就將超過3萬噸。

          ③PVDF:最常用的正負極油性粘結劑

          市場估算:PVDF粘結劑用量占正極材料的3%,2018年1-9月正極材料總產量為19.2萬噸,對應需求0.58萬噸,PVDF單價為10-20萬噸,對應市場空間為6-12億元左右。

          ④SBR:最常用的負極水性粘結劑

          市場估算:1Gwh電池需要856噸石墨,負極粘結劑用量站負極材料的3%,2018年鋰電池裝機量突破100GWh,可推算出需要2500噸的SBR粘結劑,以當前市場平均10~15萬元/噸的價格計算,對應2.5-3.75億的市場規模。

          七、聚合物鋰電池粘結劑企業概況

          ①國內對PVDF粘結劑的研究開發較少,該市場基本被國外企業壟斷。

          ②比利時的索爾維集團、日本的吳羽株式會社、法國的阿科瑪集團,都是PVDF粘結劑廠商中的佼佼者,共享全球鋰電池正極粘結劑的市場。

          ③當前高端水性粘結劑市場幾乎是瑞翁、JSR、雙日等日企的天下,其中日本的瑞翁集團是負極水性粘結劑的龍頭企業。

          ④近年來國內產品逐漸取得進展,進口替代空間較大。

          八、聚合物鋰電池粘結劑關鍵企業

          索爾維(Solvay)

            ·索爾維成立于1863年,是一家總部位于比利時首都布魯塞爾的跨國性化工集團。

            ·索爾維在稀土、白炭黑、工程塑料、聚酰胺和中間體、香料及功能化學品、基礎化學品、特種化學品、特種聚合物、新興生物化學等業務領域占據重要地位。

          索爾維鋰電池用粘結劑

          Solef PVDF是一種具有優良的熱機械性能和耐化學性的部分氟化半結晶聚合物。作為電極粘結劑時,其性能穩定可靠。

            ·0-5V vs Li+/Li,均具備電化學穩定性

            ·可溶解于NMP中,易于加工

            ·耐受電解液的腐蝕

            ·與電極活性物質具有合適的粘接性

            ·與極板可保持持續粘附力

          索爾維鋰電池用粘結劑信息(Solef PVDF)

          吳羽(Kureha)株式會社

          日本吳羽株式會社成立于1944年6月21日,主要從事功能產品、化學品、樹脂產品的生產及銷售。

          聚偏二氟乙烯(PVDF):KF Polymer

            ·與其他氟樹脂相比,KF Polymer早成型加工、粉體涂裝、熔融粘結等二次加工性方面更加優異。

            ·加工室無需可塑劑、熱穩定性等添加物,因此與其他通用樹脂相比,TOC成分、金屬成分、金屬離子的溶出極少,是一種高純度的樹脂。

            ·由于卓越的耐化學藥品性能,還可用化工廠各種管道的素材。

            ·耐熱性、耐候性俱佳,適用于室外各種覆蓋膜等。

            ·機械強度大,耐磨損性、耐沖擊性好。

          阿科瑪(Arlema)集團

            ·阿科瑪成立于2004年,總部位于法國巴黎,是一家全球領先的特種化學品生產企業。

            ·集團旗下共有三大業務部門:高性能材料,工業特種產品,涂料解決方案。

          阿科瑪Kynar PVDF 產品信息

          Kynar PVDF系列是阿科瑪公司為鋰離子電池量身定制的PVDF粘結劑,溶解快、易加工、高粘結/用量少、電解液溶脹性低、電極電阻率低,電壓穩定性高。

          上海三愛富

            ·上海三愛富新材料科技有限公司是專業從事氟聚合物(聚四氟乙烯PTFE、聚偏氟乙烯PVDF、氟橡膠FKM等)、氟精細化學品、氟制冷劑等各類含氟化學品的研究、開發、生產和經營的高科技企業。

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