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锂离子电池配料基本知识
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锂离子电池配料基本知识
官方公共微信锂电粘结剂的化学名是什么?_百度知道
锂电粘结剂的化学名是什么?
先说一下锂离子电池: 1.简介
锂离子电池(Li-ion)是锂电池发展而来。别称聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE）.所以在介绍Li-ion之前，先介绍锂电池。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。电池组装完成后电池即有电压,不需充电.这种电池也可能充电,但循环性能不好,在充放电循环过程中,容易形成锂枝晶,造成电池内部短路,所以一般情况下这种电池是禁止充电的。后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电池。
2.锂离子电池电池有哪几部分组成？
（1）电池上下盖
（2）正极——活性物质为氧化锂钴
（3）隔膜——一种特殊的复合膜
（4）负极——活性物质为碳
（5）有机电解液
（6）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）
3.锂离子电池电池有哪些优点？哪些缺点？
锂离子电池具有以下优点：
1） 单体电池的工作电压高达3.6-3.8V：
2） 比能量大，目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L（2倍于Nl-Cd，1.5倍于Ni-MH）,未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L
3） 循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器,电池的使用期限 将倍增电器的竞争力.
4） 安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。
5） 自放电小
室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。
锂离子电池也存在着一定的缺点，如：
1） 电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高（Co的资源较小），电解质体系提纯困难。
2） 不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C以下，只适合于中小电流的电器使用。
3） 需要保护线路控制。
A、 过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电；
B、 过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难，故也需要有保护线路控制。
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聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE）
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出门在外也不愁CIBF交流会余磊演讲：高性能锂离子电池用PVDF基隔膜涂层
&6月20日，由主办的第十一届&中国国际电池技术交流会&在。本次交流会以&动力电池和储能电池&为主题，重点关注了电池应用领域。全球50多位电池业界顶级专家亮相交流会并发表了主题演讲，来自50多个国家和地区的800多名行业专家、学者和企业家与会。来自ARKEMA公司的余磊先生在CIBF2014中国国际电池技术交流会上发表主题演讲。以下为演讲全文：
余磊：大家好，我们公司主要涉及PVDF涂层，我们的客户包括了隔膜藏和电池公司。先简单介绍一下我们公司，我们公司是法国的一家特种化学品生产商，本公司产品在全球同类产品排名中位列前三。我们有九个研发中心，去年在常熟又新建了研发中心，可以提供本地化的一些支持。我们在2011年开始常熟工厂的生产。
我们是全球第一家商业化生产PVDF的公司，截至目前在全美洲、欧洲、亚洲都有生产基地。美洲基地在美国，欧洲基地是在法国的里昂，亚洲基地在常熟。我们采用的工艺是聚合工艺，特点是多种范围的溶液粘度，也有宽广范围的共聚物成分，更好的溶解性。
简单介绍一下PVDF的基本知识，PVDF分为均聚物和共聚物，均聚物的化学成分是CH2-CF2的单体。长裂可长可短，就决定了不同的排号。它的分解度大约在340度左右。我们现在的主要产品是HSV900，761A，还有761、301F。除了均聚物以外，还有很多的共聚物，共聚物跟均聚物不同的点是均聚物只有一种单体，而共聚物除了PVDF以外还有HFP。我们在隔膜涂层应用主要是共聚物，我们现在的主要产品是LBG，，2500。一般我们的产品出厂会有两个标准：熔点和溶解物。熔点主要是取决于结晶的难易程度，熔点越高的话它的结晶度会高一些，熔点低的话它的结晶度也会低一些。
PVDF在锂电池里的应用包括粘接剂和。现在比较流行的是隔膜涂层技术，我们了解到的主要有两种，一种是涂层的PVDF，另外一种就是涂套层。在这两种隔膜涂层的不同点在于，如果用PVDF作为涂层，它主要的作用是把极片跟隔膜作为粘接层来使用，粘接的好处是电池会更加坚硬、结实，生产运输当中都有很大的优势，现在电池做的越来越薄，也可以使用PVDF作为粘接层，粘接层另外一个优势是可以吸液。所以，PVDF涂层现在在智能手机里面应用最多。陶瓷涂层主要用于动力汽车，但智能手机方面的应用也在慢慢开展，因为智能手机里面电压也越来越高，所以需要更加安全的涂层。
对于现在的隔膜涂层技术，陶瓷涂层是水性的，但PVDF比较成熟的还是油性技术，所谓油性技术就是丙酮，丙酮的用材料也有一些缺点，比如易燃易爆，同时丙酮也是冰毒的一种材料，对于它的使用要更加严格，环保部门也会控制使用。因此我们的一些客户更倾向于使用水性的材料，所以我们下一步研发中会更多采用水性技术，减少或者避免使用丙酮。
再补充说明一点，多孔PVDF共聚物涂层里面孔径大小取决于溶剂与反溶剂的比例，像共聚物当中陶瓷是涂层。我们在隔膜涂层上涂覆的原因，最重要的原因它可以粘接极片，使电池更加方便加工和运输，也能做成各种形状，厚度也会更薄。还有一个优势是左图这边反应的是电池涂跟不涂在做好之后在85度里放4小时之后它的容量变化。可以看到黑色的是涂了PVDF的电池，它的容量保持比不涂PVDF的保持得高一些。PVDF是一个极性材料，所以它对电解液的适应性很好，涂层后会比不涂的吸液效果会更好。最后一点是在高电压情况下，涂覆PVDF能改善抗氧化性。
PVDF共聚物作为隔膜涂层的关键属性，最重要的是它的熔点反应和结晶大小。 PVDF共聚物本身是一种半结晶材料，一部分是结晶体，另外一部分是非结晶体。首先它会进入非结晶态，如果非结晶态高会导致材料溶胀，溶胀后它的粘接会更好，使电解液跟隔膜粘的更牢固。所以这需要有一个平衡度，并非结晶度越小越，或者结晶度越大越好。为使电池能粘牢之外也不至于在高温下会熔掉，所以平衡度是重要的。
每家公司的电解液的成分都不一样，我们公司的数据是各种PVDF在材料里面的溶胀数值，在不同温度下，我们看到目前采用的最多隔膜涂层材料。（PPT）这个是我们做的一个实验，我们把各种共聚物材料制成样片，然后在40度和80度电解液中各放置30天，实验之前之前称量并记录样片的重量，之后在称量并记录重量。我们发现，这四款产品在40度的情况下经历一段时间之后A不发生变化，B的话结构已经遭到破坏，LBG遭到的破坏小一些，只有27%，2801的破坏是36%，。LBG的结构还是保持的。在苹果这种高端电池生产商看来45度已经算高温了，而有的公司将温度提高到了60度，聚合物还是具有很好的粘接率。而我们公司主推的LBG，在高温下也有很好的粘接能力。
最后稍微介绍一下，我们公司除了PVDF材料以外，也在生产关于碳纳米管的材料，我们也有电解液的材料。
关于我们：中国化学与物理电源行业协会是经中华人民共和国民政部注册登记的国家一级行业协会，主管部门为工业和信息化部。协会成立于1989年12月，现有400多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会和电源配件分会等六个分支机构。 本会专业范围包括：铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子和锂聚合物电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池，以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。
按字母索引:PVDF塑料介绍
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PVDF树脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物
PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。
PVDF聚偏氟乙烯，外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，含氧指数为46%，长期使用温度为—40~150℃
PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。PVDF良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。
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做电池隔膜用的原材料如PE、PP、PVDF等是用粉体状的还是用颗粒状的？
做电池隔膜用的原材料如PE、PP、PVDF等是用粉体状的还是用颗粒状？
提问者采纳
基本都是颗粒状。不管铅酸电池，锂离子电池。在稳态，日立还有彬彬科技等企业都是这样的。
提问者评价
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用注塑机加工要颗粒料。
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