4. 阿科玛PVDF共聚物在锂电池隔膜涂层中的应用
PVDF与PMMA共聚物的应用研究进展
PVDF与PMMA共聚物的应用研究进展作者：常生凯卢合欢翁景峥来源：《科学与财富》2017年第29期摘要：聚偏氟乙烯（PVDF）以其优良的力学性能、化学稳定性、耐辐射性和耐高温性等特点，广泛应用于锂离子电池等领域。
然而，由于PVDF本身强的化学稳定性，使其在一些应用领域受到了一定限制，特别是在一些功能领域方面的应用。
因此以甲基丙烯酸甲酯（ MMA）和其他亲水单体通过涂覆、共混、共聚及接枝改性的方式来改善PVDF的性能已成为近些年的研究热点。
本文着重讨论了PVDF-PMMA系共聚物在锂离子电池中的应用，并详细介绍了其材料在此领域中的优缺点及研究现状，最后对PVDF改性需要解决的问题及其应用前景进行了展望。
关键词：聚偏氟乙烯；膜；改性；亲水；聚合物电解质前言：聚偏氟乙烯（PVDF）是一种线型半结晶型聚合物，由于C—F键键长较短，键能高，使其具有力学性能优良、耐热、耐化学腐蚀、耐冲击、不易降解、易成膜等诸多特点[1]。
但PVDF材料本身具有较强的疏水性，在使用过程中截留物易吸附在其表面，尤其是PVDF膜，会导致膜孔堵塞，使膜体抗污染性能下降，并且清洗十分困难。
所以，为扩大PVDF材料的应用范围与使用寿命，提高PVDF材料的亲水性能、避免污染等问题显得尤为重要。
本文主要综述了近几年国内外PVDF-PMMA型聚合物在锂离子电池中的应用，并提出改性需要解决的问题及其应用前景。
1.PVDF-PMMA型锂电池隔膜PVDF隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，其作用是分隔正、负极，防止电池内部短路，并且允许电解质离子自由通过，最终完成电化学充放电过程；同时在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。
隔膜的性能的优良直接影响锂离子电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，还决定了电池的内阻和界面结构等[2]。
含氟聚合物由于其C–F键的存在和优良的耐化学腐蚀性、耐高温、耐氧化、耐气候、耐紫外线和高能辐射性能[3]，由于PVDF 的两个极性偶极基团及多晶结构，它具有特殊的介电性能，介电常数较高（ε=8.4），在锂离子聚合物电池或液态锂电池中可以用作电池中的隔膜材料。
阿科玛推出PVDF发泡聚合物
阿科玛推出PVDF发泡聚合物
饶兴鹤
【期刊名称】《国外塑料》
【年(卷),期】2013(0)6
【摘要】阿科玛公司最近采用新技术推出了Kynar PVDF含氟聚合物的发泡材料，从而为PVDF含氟聚合物发泡芯层管道和片材在航空航天、飞机、汽车等领域的
应用铺平了道路。
据阿科玛介绍，这是第一种可加工得到任意种类氟聚合物发泡制品的工艺技术。
该工艺技术是基于正在申请专利的发泡母料技术——Kynar Flex 2620 FC。
【总页数】1页(P61)
【作者】饶兴鹤
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.阿科玛提升在法国的PVDF氟聚合物产能 [J],
2.阿科玛推出水分散系PVDF乳液 [J],
3.阿科玛推出锂离子电池用PVDF树脂 [J],
4.阿科玛宣布推出一系列突破性的用于锂电池的可再生PVDF产品 [J],
5.阿科玛推出水处理用PVDF [J], 郑宁来
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聚偏氟乙烯(PVdF)锂电池隔膜改性研究进展
聚偏氟乙烯（PVdF）锂电池隔膜改性研究进展作者：洪崇得翁景峥来源：《科学与财富》2017年第17期（福建师范大学材料科学与工程学院福建福州 350007）摘要：针对动力锂离子电池对隔膜的要求，综述了三种聚偏氟乙烯（PVdF）隔膜材料的改性研究。
可以通过掺杂无机材料提高聚合物隔膜热稳定性；通过掺杂有机材料提升聚合物隔膜的电导率、电化学性能以及力学性能。
通过复合膜制备将不同复合材料协同优势发挥到最大化，弥补了聚偏氟乙烯（PVdF）隔膜的缺陷，制备出性能优异的锂电池隔膜。
关键词：聚偏氟乙烯；锂电池隔膜；改性前言：随着能源存储设备的高速发展，锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命受到广泛关注。
在锂离子电池系统中，隔膜起到至关重要的作用，在隔绝正负极的同时允许锂离子通过，其性能对于电池的充放电性能及安全性能有直接影响。
由于隔膜本体电阻较大，对电解液的浸润性差，导致锂离子电池的离子电导率较低。
因此，开发高性能隔膜对电池性能的改善具有积极的作用。
为了改善隔膜对电解液的浸润性并提高离子电导率，聚偏氟乙烯（PVdF）具有化学稳定性好、介电常数高、疏水性好等优点，比较适宜作锂离子电池隔膜材料。
1.掺杂无机材料无机材料具有的两大优势：一、无机颗粒高温无尺寸收缩对有机隔膜热稳定性的增强；二、许多无机材料具有的吸附、中和等功能，对聚合物隔膜只能用作物理阻断的功能进行拓展。
刘文婷等[1]通过溶剂热法制备石榴石型快锂离子导体锆酸镧锂（LLZO），分别以不同比例掺入PVdF溶液中，通过静电纺丝法制备出掺LLZO的 PVdF-LLZO复合隔膜；其次，利用磁控溅射镀膜技术在上述6% LLZO隔膜两侧沉积AlF3 纳米颗粒.陈爱雨等[2]研究了添加有机溶剂PEG400和无机纳米材料Ti02对膜的结构和性能的影响，得出综合改性后制备的膜材料性能优异，SEM表明膜的孔结构完整且分布均匀，多孔膜吸液率达345%，离子电导率达5.2mS/cm，电池测试表明综合改性的膜材料装配的电池充放电平台稳定，循环性能优异。
PVDF性能及对锂电池性能的影响
PVDF性能及对锂电池性能的影响聚偏氯乙烯（PVDF）是一种特殊的高性能聚合物材料，具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性、机械强度、绝缘性质和耐候性等特点。
PVDF在锂电池领域的应用非常广泛，主要有电解质、隔膜和电极材料等方面。
首先，PVDF作为电解质材料，因其具有良好的耐化学腐蚀性和离子导电性能成为锂电池中重要的组成部分。
PVDF作为锂盐的添加剂，可以提高电解液的导电性能和离子传输效率，从而提高锂电池的循环稳定性和能量密度。
另外，PVDF作为电解质材料还具有较高的电化学稳定性和较低的导电阻抗，可以有效减少电池内部的能量损失，提高电池的充放电效率和容量。
其次，PVDF作为锂电池隔膜的材料，具有较高的机械强度、热稳定性和耐化学腐蚀性，可以保证锂电池的安全性和循环寿命。
PVDF隔膜材料具有优良的微孔结构和较低的电阻率，可以有效防止正负极之间的直接接触和短路，同时保证锂离子和电子的传输。
此外，PVDF隔膜材料还具有良好的润湿性和可渗透性，可以增加锂离子在电解液和电极之间的传输速率，提高锂电池的功率密度和循环性能。
再次，PVDF作为锂电池电极材料，主要用于制备锂离子电池的正极材料。
PVDF具有较高的热稳定性和化学稳定性，可以耐受正极材料在高温下的反应。
此外，PVDF还具有良好的可溶性和可处理性，可以方便地与其他材料进行混合和复合，以提高正极材料的电化学性能。
PVDF还具有一定的导电性，可以提高锂离子在电极活动材料中的传输速率，增加锂电池的充放电速率和倍率性能。
总的来说，PVDF作为一种高性能聚合物材料，对锂电池的性能具有重要的影响。
PVDF作为电解质材料可以提高锂电池的导电性能和循环稳定性；作为隔膜材料可以保证锂电池的安全性和循环寿命；作为电极材料可以提高锂电池的充放电速率和倍率性能。
随着锂电池技术的不断发展，PVDF材料在锂电池领域的应用前景将更广阔。
PVDF-HFP基聚合物微孔膜的制备及在锂离子电池中的应用
中南大学硕士学位论文PVDF-HFP基聚合物微孔膜的制备及在锂离子电池中的应用姓名：袁艳申请学位级别：硕士专业：冶金物理化学指导教师：陈白珍20070501１．２聚合物锂离子电池的工作原理与特性１．２．１聚合物镶离子电池的工作原理目Ｉ；｛『商品化的聚合物锂离子电池正负极材料与液态锂离子电池一样，只是电解质采用聚合物电解质代替液态有机电解质，其工作原理仍然是与液态锂离子电池相同【６】，电池首次充电时，锂离子从正极过渡金属氧化物中脱嵌，经聚合物电解质嵌入石墨负极；电池放电时，发生相反的过程，聚合物锂离子电池与液态锂离子电池不同的是由于使用聚合物做电解质，导致正、负极材料和聚合物电解质之Ｉ’日Ｊ的界面阻抗较高，从而对电池容量和循环寿命会有一定的影响。
电池反应如下：ＬｉＭ０２＋ｎＣＬｉ］．ｘＭ０２＋ＬｉｘＣｎ图１－１聚合物锂离子电池示意图１．２．２聚合物锂离子电池特性Ｉ刀１．安全性能好固态或半固态结构的聚合物电解质电池对振动、撞击、机械变形等外界环境具有更好的适应性，电池能用塑料袋包装制成方型，无需金属外壳，可以消除内部压力的积累，避免爆炸的发生。
２．重量轻、厚度小、容量大聚合物电池重最较同等容量规格的钢壳锂离子电池轻４０％，较铝壳电池轻２０％，液态锂离子电池采用先定制外壳，后填充正负极材料的方法，要使厚度做到３．６ｍｍ以下即存在技术瓶颈，聚合物电芯则不存在这一问题，厚度可做到ｌｍｍ以下，符合手机需求方向。
聚合物电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高１０～１５％，较铝壳电池高５～１０％，成为彩屏手机及彩信手机的首选，现在市面决定性作用；在随后的相转移过程中，溶剂种类也影响溶剂与非溶剂的交换速度，从而影响聚合物膜的孔穴，进而改变聚合物电解质的吸液率和离子电导率。
实验选取基体２８０１为ｌｇ，溶剂ＮＭＰ或ＤＭＦ为１０ｍｌ，去离子水为非溶剂，在室温下初步成膜ｌｈ后通过相转移制备聚合物微孔膜，研究了相转移法制备工艺中不同溶剂对聚合物微孔膜形貌的影响，结果如图３．１所示。
]锂离子电池用PVDF粘结剂调研资料
![]锂离子电池用PVDF粘结剂调研资料](https://img.taocdn.com/s3/m/92c9994630b765ce0508763231126edb6e1a7646.png)
]锂离子电池用PVDF粘结剂调研资料PVDF是一种聚偏氟乙烯材料，被广泛应用于锂离子电池中的粘结剂。
在锂离子电池制造过程中，PVDF粘结剂主要用于固定电池内部的正负极活性材料与电解质膜，同时也能提供电池的导电性和机械稳定性。
以下是与PVDF粘结剂相关的调研资料：1.PVDF粘结剂的特点：-耐高温性能：PVDF具有良好的热稳定性，可以在高温条件下长时间使用，不易发生分解或变形。
-耐化学腐蚀性：PVDF具有良好的耐酸碱性和耐盐水性，可以有效防止电池内部发生化学反应导致电池寿命的缩短。
-优良的粘接性和耐磨性：PVDF粘结剂能够有效地固定电池内部的活性材料和电解质膜，同时具有良好的耐磨性，能够保持电池的机械稳定性。
-优异的导电性能：PVDF具有较高的电导率，可以提供电池内部的良好导电性。
2.PVDF粘结剂在锂离子电池中的应用：-电池正负极活性材料的粘结：PVDF粘结剂能够将正负极活性材料牢固地粘结到电池电极上，确保电极的稳定性和高效率的锂离子传输。
-电解质膜的粘结：PVDF粘结剂能够将电解质膜牢固地固定在电池内部，保证电解质的稳定性和良好的离子传输性能。
-导电剂的粘结：PVDF粘结剂可以用于固定电池中的导电剂，保证电池内部的良好导电性。
-电池封装材料的粘结：PVDF粘结剂还可以用于电池封装材料的固定，确保电池的整体结构的稳定性。
3.PVDF粘结剂的制备方法：PVDF粘结剂可以通过溶液共混、熔融共混等方法制备。
其中，溶液共混是较为常用的一种制备方法，通常使用溶剂将PVDF溶解后与其他材料共混，然后通过溶剂的挥发或加热使PVDF重新沉淀出来，形成PVDF粘结剂。
4.PVDF粘结剂的市场应用和发展趋势：PVDF粘结剂在锂离子电池制造业中得到了广泛应用，因为它具有良好的耐温性、耐化学性和粘接性能，能够满足电池制造过程的要求。
随着锂离子电池市场的快速发展，对PVDF粘结剂的需求也在不断增加。
未来，PVDF粘结剂的研发重点将放在提高其导电性、机械强度和耐老化性能等方面，以满足高能量密度和高安全性的锂离子电池的需求。
锂电隔膜涂覆材料的特点和应用领域
锂电隔膜涂覆材料的特点和应用领域锂电隔膜涂覆材料是一种用于锂离子电池隔膜的特殊涂覆材料，具有一系列独特的特点和广泛的应用领域。
锂电隔膜涂覆材料的特点主要包括以下几个方面：1. 高温稳定性：锂电隔膜涂覆材料具有较高的热稳定性，能够在高温环境下保持良好的物理和化学性能。
这种高温稳定性使得锂电池在高温条件下仍能正常工作，提高了电池的安全性和可靠性。
2. 良好的电化学性能：锂电隔膜涂覆材料具有良好的电导率和离子传输性能，能够有效地提高锂电池的充放电效率和循环寿命。
同时，它还能够阻止电池中阳极和阴极之间的直接接触，防止短路和电池损坏。
3. 优异的机械性能：锂电隔膜涂覆材料具有优异的机械强度和韧性，能够抵抗电池内部的应力和变形，延长电池的使用寿命。
此外，它还具有较高的撕裂强度和抗刺穿性能，提高了电池的安全性。
4. 良好的化学稳定性：锂电隔膜涂覆材料具有良好的化学稳定性，能够抵抗电池中的氧化物、酸、碱等化学物质的侵蚀，延长电池的使用寿命。
同时，它还能够防止电池内部的电解液泄漏，提高了电池的安全性。
锂电隔膜涂覆材料的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 锂离子电池：锂电隔膜涂覆材料是锂离子电池中不可或缺的关键材料，用于隔离阴极和阳极，防止短路和电池损坏。
它在电动汽车、手机、笔记本电脑等电子产品中得到广泛应用。
2. 锂硫电池：锂硫电池是一种新型的高能量密度电池，锂电隔膜涂覆材料可以作为锂硫电池的隔膜材料，提高电池的循环寿命和能量密度。
3. 锂空气电池：锂空气电池是一种新型的高能量密度电池，锂电隔膜涂覆材料可以作为锂空气电池的隔膜材料，提高电池的循环寿命和能量密度。
4. 锂金属电池：锂金属电池是一种具有高能量密度和长循环寿命的电池，锂电隔膜涂覆材料可以作为锂金属电池的隔膜材料，防止金属锂与电解液直接接触，提高电池的安全性和循环寿命。
锂电隔膜涂覆材料具有高温稳定性、良好的电化学性能、优异的机械性能和化学稳定性等特点，广泛应用于锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池和锂金属电池等领域。
pvdf隔膜涂层的原理-概述说明以及解释
pvdf隔膜涂层的原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述PVDF隔膜涂层的原理是一种应用广泛的技术，它基于PVDF材料的特性，通过一系列的工艺加工制备而成。
PVDF隔膜涂层具有优异的性能，可以应用于多个领域，例如电池制造、膜分离、膜电极等。
本文将详细介绍PVDF隔膜涂层的原理，以及其在各个领域中的应用。
在PVDF隔膜涂层的原理中，PVDF材料的特性起着重要的作用。
PVDF，即聚偏氟乙烯，是一种高性能的聚合物材料。
它具有良好的机械性能、化学稳定性以及热稳定性。
PVDF材料不仅具有优异的耐腐蚀性能，还具有优良的耐温性和耐磨性。
这些特性使得PVDF材料成为隔膜涂层的理想选材。
隔膜涂层在PVDF材料中起到了重要的作用。
通过对PVDF材料进行涂层处理，可以获得一层均匀且密实的涂层，提高了材料的表面性能。
隔膜涂层在PVDF材料中形成了一层保护膜，可以减少材料的氧化反应，提高材料的稳定性。
此外，隔膜涂层还可以增强PVDF材料的电导率和机械性能，提高材料的使用寿命。
在PVDF隔膜涂层的工艺中，首先需要将PVDF材料制备成膜状。
然后，通过不同的涂覆方法，将涂料均匀地涂布在PVDF膜的表面。
涂布后，需要进行干燥和固化处理，使涂层与PVDF膜紧密结合，形成一层坚固的隔膜涂层。
总之，PVDF隔膜涂层的原理基于PVDF材料的特性和隔膜涂层的作用。
通过合理的工艺处理，可以制备出具有优异性能的PVDF隔膜涂层。
隔膜涂层在提高PVDF材料的稳定性、电导率和机械性能方面起到了重要的作用。
这种技术的应用前景广阔，将在未来的科学研究和工程应用中发挥重要的作用。
1.2文章结构文章结构的目的是为了给读者提供一个清晰而系统的框架，以便他们可以更好地理解和掌握PVDF隔膜涂层的原理。
为实现这一目的，本文将按照以下结构进行组织:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 PVDF隔膜涂层的原理2.1.1 PVDF材料的特性2.1.2 隔膜涂层的作用2.1.3 隔膜涂层的工艺2.2 要点22.2.1 子要点12.2.2 子要点22.2.3 子要点32.3 要点32.3.1 子要点12.3.2 子要点22.3.3 子要点33. 结论3.1 总结3.2 展望3.3 结论文章结构的设计旨在从整体上向读者呈现一个有条理的信息框架。
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Kynar® PVDF for Separator Coating
Dr. Luc YU, Business Development Engineer, Kynar Fluoropolymer, Arkema China Tianjin, China May 9th 2013
Arkema at a glance
Global producer of specialty chemicals Worldwide No.1 to No.3 in its strongest product lines Total sales 2012: €6.4bn 9 research centers 84 industrial plants* 14,000 employees*
Advantages of Kynar® PVDF Production
Arkema Is Global Leader In PVDF Production, (Since 1963)
Multi Production Sites, USA, Europe, and China
Large Global Production Capacity Plus New Investments To Meet Future Demand Made By Emulsion Polymerization
●
Wide range of solution viscosity Wide range of copolymer composition Better Resin Solubility Improved Electrode Flexibility Higher Interconnectivity (Ionic and Electron Transport)
● ● ● ●
Global Production/R&D /Technical Support
Separator Coating in Lithium Ion Battery
Separator Coating: Kynar Flex® LBG, Kynar Flex® 2801, etc. Electrode Binder: HSV900, 761A, etc.
Electrode Separator Coating Separator Separator Coating Electrode
Separator
Application of Separator Coating
PVDF-HFP coated PE/PP separator
Ceramic/PVDF coated PE/PP separator
Kynar Flex® PVDF in Separator Coating
1. Porous Kynar Flex® PVDF Coating (Smart phones, Tablet PC,etc.) Porous layer Separator
2. Kynar Flex® PVDF + ceramic nano-particles (Electric Vehicle,etc) Ceramic nanoparticle layer
Separator
SEM Pictures of Coated Separator
Separator before Coating
Separator after Coating
Why is Separator Coating favored?
PVDF coated Separator
● Variable shape and slimness of battery ● Absorbs liquid electrolyte: Increase safety ● Stick electrode with separator to increase consistency and cycle life
Ceramic coated Separator
● Reduce risk of internal short from Lithium dendrite: Increase safety ● Reduce the shrinkage of PE/PP substrate: Increase safety
Basic Separator Coating Formulation
Kynar® PVDF Grade: 5~10 wt% in solution
Anti-Solvent: Water, Alcohol, Methanol 10~15% in liquid
Solution mixture coated on Separator. Evaporate solvent and anti-solvent to make porous coating layer Solvent: Acetone 85~90% in liquid Additives: Ceramic nano-particles, Al2O3, etc.
20-251352751
5-16
117-125250022-27140-1452801
34-38151-156LBG
Melt Viscosity (kp) Melting Point (ºC)Kynar Flex ®Grade
Lower adhesion and better high temperature performance
370 % (**)36 %Kynar 2801
360 %(*)27 %Kynar LBG
470 % (**)95 % (**)Competition B
950 %(**)51 % (*)Competition A
80 °C 40 °C EC / DMC / DEC (2:2:1) + LiPF 6(1M)SWELLING (% wt.)
Polymer
(**)Maximum swelling; samples are not weighable (gelfied or destroyed)
Sample Size ：20 x 50 x 1.5 mm 。
Kynar Flex ®LBG is recommended because:
1.It has proper swelling ratio in liquid electrolyte,
2.Keeps structure at high temperature
3.Keeps adhesion between electrode and separator,
4.Keeps good battery performance, such as cycle life,etc.
Emulsion Process
-Kynar Is Made By Emulsion, Already Waterborne, unique to
Arkema
Nano-scale Particle Size
-Arkema Has Patented Technology
New Formulation Development
-Arkema is The World Leader With Extensive Patent Portfolio In Waterborne Technology, Especially Fluoropolymer Coating
Formulation
Kynar Flex®PVDF Copolymer has been used widely in separator coating of lithium ion battery used in consumers’electrics and electric vehicle
Arkema offers Kynar Flex®PVDF with various adhesion and high-temperature performance
Kynar®Waterborne is game changing technology
Arkema is ready to cooperate with battery and separator makers in developing better performed and more
environmental-friendly battery.
Dr. Luc Yu, Shanghai, China: luc.yu@
Mr. Terry Lin, Guangzhou, China: terry.lin@
Dr. Michael Zhu, Shanghai, China: michael.zhu@。