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宁波材料所含氟锂离子电池粘结剂正开展产业化工作-leyu乐鱼娱乐
本文摘要:锂离子电池由于其低能量密度,早已在新能源中扮演着更加最重要的角色,锂离子电池的能量密度多达150Wh/Kg,完全是未知的二次电池中能量密度最低的。为了进一步提高锂离子电池的性能,研究者试着找寻新的电极材料、电解质以及添加剂等,其中一个很最重要的方面就是找寻所用电极合适的粘结剂。粘结剂是锂电池正负极材料中十分最重要的组成部分,它可以将电极材料中的活性物质、导电剂以及集流体密切地粘合一起,强化活性材料与导电剂以及活性物质与集流体之间的电子认识,更佳地平稳极片结构。

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锂离子电池由于其低能量密度,早已在新能源中扮演着更加最重要的角色,锂离子电池的能量密度多达150Wh/Kg,完全是未知的二次电池中能量密度最低的。为了进一步提高锂离子电池的性能,研究者试着找寻新的电极材料、电解质以及添加剂等,其中一个很最重要的方面就是找寻所用电极合适的粘结剂。粘结剂是锂电池正负极材料中十分最重要的组成部分,它可以将电极材料中的活性物质、导电剂以及集流体密切地粘合一起,强化活性材料与导电剂以及活性物质与集流体之间的电子认识,更佳地平稳极片结构。

  目前应用于锂离子电池的胶粘剂主要是有机氟聚合物,以及丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)等,但是其电化学稳定性和离子导电性,还是无法符合在充放电过程中体积变化较小的负极活性物质如纳米硅材料对粘结剂的拒绝。国内外目前在其他粘接剂体系如改性纤维素材漆、甲壳素衍生物和藻酸盐类有了进展,但是传统的电极粘结剂锂离子传导率较低且导电性劣,在大倍率充放电时,不易引发电池极化。在现有的动力锂离子电池体系中,由于用于没低离子导电性能的粘结剂,在大倍率充放电时性能受到限制。谋求新型的高性能新型粘结剂对更进一步提高锂电池性能的意义相当大。

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  近年来,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员薛昌明领导的高分子功能膜团队在锂离子电池粘结剂方面获得一系列的进展,制备了具备含氟磺酰亚胺主链以及具备全氟磺酸侧链的离子聚合物,以其作为锂电池粘结剂的极片具备较好的电化学稳定性,与用于PVDF粘结剂的极片比起,反映出有更加小的峰电位差,指出所含导电粘结剂的极片内部干锂/嵌锂水解还原成反应可逆性更佳,极化更加小。将所含离子粘结剂的磷酸铁锂(LiFePO4)负极极片与锂片装配成电池评价其电池循环性能,找到其充放电平稳。

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且当充放电倍率减少到4C,所含PVDF粘结剂的LiFePO4极片的静电容量仅有74mAh/g,且呈现出大幅度上升趋势。而所含导电粘结剂的极片在4C或5C可以保持静电容量在100mAh/g。

指出导电粘结剂不利于提升大电流充放电下的静电容量和稳定性,比普通非离子型粘结剂更为限于于动力锂电池。该部分工作公开发表在J.Mater.Chem.A,2013,1,15016以及J.PowerSources,2014,256,28上。目前,该团队正在积极开展该类粘接剂的中试缩放生产和产业化应用于。


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