阿科瑪Kynar？ PVDF用于干法電極，可提升電池性能與可持續性
Kynar? PVDF作為經長時間驗證的電池電極粘結劑材料，可被用于環境嚴苛的鋰離子電池的電化學環境，不管是用于濕法電極還是干法電極，都具有優異的電化學穩定性和非常寬的電化學穩定窗口。用于干法電極的Kynar?PVDF粉末擁有穩定性高，易于操作的特點，可成為不同干法電極工藝的多功能粘結劑。
圖為阿科瑪(中國)投資有限公司上海分公司高級業務開發經理包喆赟演講
在日前舉行的第九屆動力電池應用國際峰會(CBIS2024)“電池材料迭代與產業化應用”主題論壇上，阿科瑪(中國)投資有限公司上海分公司高級業務開發經理包喆赟，作主題為《Kynar? PVDF干法電極：提升電池性能與可持續性的關鍵技術》的演講。
據介紹，阿科瑪是一家全球化的特種材料供應商，擁有膠粘劑解決方案、先進材料解決方案、涂料解決方案三大業務板塊，以及一個良好定位且具競爭力的中間體部門。2023年，阿科瑪年銷售額約95億歐元，在全球約55個國家開展業務，擁有21100名員工。
在鋰電池領域，阿科瑪推出一站式產品組合方案。針對電芯內部，除了正負極Kynar? PVDF粘接劑外，還有用于隔膜涂層的Kynar? PVDF和丙烯酸基涂層，電解液高純鋰鹽比如LiFSI以及LiTDI。在準固態以及凝膠態固態電池方面，有離子液體產品幫助提高離子傳導率。在工藝過程中，有聚酰亞胺膠帶產品。在電芯外部，有電絕緣材料組裝件以及熱管理的各種原材料產品。
在工藝方面，相比傳統的濕法電極工藝，干法電極工藝能夠更加節約成本，減少對環境的影響，更低地制造碳足跡，更高的活性材料載荷，因此能夠進一步提升電池的性能。據包喆赟介紹，干法電極的工藝分為不同類型，阿科瑪除了專注于新型粘結劑開發外，還會針對不同干法工藝做相對應的開發，目前主要聚焦在直接輥壓以及靜電噴涂兩個方向。
在產品工藝方面，阿科瑪Kynar? PVDF采用獨特的專有乳液工藝，乳液一次粒徑可以小于200納米，能夠非常均勻地分散在水中。“經過干燥之后的PVDF粉末，基本上二次團聚體也在10微米之內。”當用于“干法電極”時，二次顆粒的解聚允許粘結劑在預混合物中有效分布，從而在電極內有效分布。
Kynar? PVDF應用在干法電極上主要有兩個關鍵點，一是Kynar? PVDF一次顆粒要對整個活性材料表面有相對比較良好的包覆，這樣可以有利于電極片極片膜的形成。二是在干法電極的組分過程中，可以控制二次顆粒的解聚程度，來控制對于干法電極極片性能的影響。
整體來看，Kynar? PVDF是一款經過長時間驗證的電池粘結劑材料。由于Kynar? PVDF的粉末穩定性高， 可用作不同干法工藝中的粘結劑。除此之外，由于Kynar? PVDF是由乳液法合成，它的粒徑非常小，允許在主材料表面有非常好的分布，因此能夠提高電池的一致性。
但是要得到一個相對可靠、性能良好的干法電極的極片并不簡單，不單單取決于材料本身，還取決于用不同干法電極工藝以及工藝的參數。
“在此我們希望跟各位業界伙伴一起，探討Kynar? PVDF材料如何在干法電極中發揮它的優勢，怎樣得到性能更加好的干法電極材料，為電池帶來性能更加卓越、更安全可靠以及更可持續的材料解決方案” 包喆赟表示。
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