鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜、電解液四大部分組成。粘結劑是鋰離子電池極片重要的組成材料之一，是將極片中活性物質和導電劑粘附在電極集流體上的高分子化合物，具有增強活性材料、導電劑和集流體間接觸性以及穩(wěn)定極片結構的作用，是鋰離子電池材料中技術含量較高的附加材料。

　　好的粘結劑，不僅有利于電池能量密度的提高，對于電池內阻也有明顯的降低作用，對電池的電化學性能也具有重要的影響。

　　鋰離子電池用粘結劑既需要能被有機電解液浸潤，又能抵抗其侵蝕，不溶解，少溶脹，在有機電解液環(huán)境下也能保持良好的粘結性能。此外，對于正極粘結劑，要求其電化學穩(wěn)定性良好，分解電壓在4.5V以上 (分解電壓即電解質在電極上分解所需施加的最小電壓，這里主要以鋰電極做參比，粘結劑若分解電壓較低，則容易在電池工作中被分解，不利于鋰電的正常運轉)。

　　目前，市場上被廣泛使用的正極粘合劑的主要化學成分便是聚偏氟乙烯(PVDF)。

　　PVDF具有哪些優(yōu)異特性?

　　PVDF是由1,1-二氟乙烯(VDF)單體經自由基聚合而成,兼具氟樹脂與通用樹脂的特性，是一種綜合性能優(yōu)異、用途廣泛的非反應性熱塑性含氟聚合物;可溶于N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰 胺等強極性溶劑，溶解速度快，溶解度高。

　　PVDF樹脂是由杜邦于1934年研發(fā)出來的成果，1961年由美國Pennwalt公司實現(xiàn)商業(yè)化，最初軍用絕緣熱縮管和熱掃描電線是核心市場;20世紀七八十年代，PVDF開始廣泛應用于建筑涂裝、化工廠塑鋼、壓力通風系統(tǒng)電纜、以及半導體工業(yè)中高純液體管路材料等領域，市場迅速增長;20世紀末、21世紀初，憑借優(yōu)異的性能，PVDF開始應用于鋰電池電極粘結劑。

　　PVDF樹脂的優(yōu)異性能表現(xiàn)為極佳的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性，可有效抵抗鋰電池中極性有機溶劑電解液的侵蝕，且具有較好的粘結性能，優(yōu)良的機械性能和加工性;此外,還有足夠的柔韌性，保證活性物質在反復膨脹和收縮過程中不脫落，電極微粒間的結合不被破壞，因此PVDF在鋰電池正極粘結劑中被廣泛使用，目前占比可達90%。

　　PVDF之所以表現(xiàn)出極高的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，與它自身分子結構有關。VDF由C-H鍵和C-F鍵交互相連而構成。由于聚烯烴分子的碳鏈呈鋸齒形，其氫原子被電負性較大的氟原子取代后，與相鄰的氟原子相互排斥，從而使得氟原子不在同一平面內，并沿碳鏈作螺旋分布，故在碳鏈的四周被一系列性質穩(wěn)定的氟原子所包圍，這種幾乎無間隙的空間屏障使得任何原子或基團都不能進入其結構內部而破壞碳鏈，因此PVDF具有極高的化學穩(wěn)定性。

　　目前，高端鋰電池基本仍然使用進口PVDF材料，其市場空間大約為249億。

　　比利時-索爾維Solef PVDF 提高電池性能

　　Solvay - 電池中的 Solef PVDF

　　對于大多數(shù)聚合物材料而言，鋰電池是一項具有挑戰(zhàn)性的應用，因為它們需要在鋰離子電池的特定化學環(huán)境中具有長期可靠性以及耐化學性和電化學性。在汽車應用的情況下，還需要更高的溫度性能。

　　當 Solef PVDF 在電極配方和隔膜設計中用作粘合劑時，可為鋰電池行業(yè)帶來許多優(yōu)勢。索爾維開發(fā)了業(yè)界首個用于隔膜涂層的商業(yè)化水基聚偏二氟乙烯 (PVDF)，繼續(xù)引領電池市場的環(huán)保解決方案。

　　Solef PVDF 已經在許多專業(yè)應用中得到很好的評估，例如石油和天然氣、半導體、水過濾膜、管道、建筑涂料和光伏。

　　鋰離子電池的主要特性

　　●Solef? PVDF 在 0 至 5 V vs Li+/Li 的整個電壓范圍內具有電化學穩(wěn)定性，這保證了其在鋰電池電化學環(huán)境中的安全使用。

　　●熱重分析表明 Solef? PVDF 樹脂在高溫下穩(wěn)定：在低于 420°C (788°F) 的溫度下短期處理不會發(fā)生熱降解。

　　●Solef? PVDF 的保質期是無限的。根據 ISO 9080 外推標準，Solef? PVDF 管道在室溫下 25 MPa 下穩(wěn)定 50 年以上。

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