在最常用的电极材料和粘合剂中，聚偏氟乙烯（PVDF）被认为是一种高度惰性和非反应性的热塑性含氟聚合物，它是由偏二乙烯聚合合成的，被认为是高水平的塑料材料。要求纯度以及对碳氢化合物、酸和溶剂的耐受性。
聚偏氟乙烯PVDF已在国防工业、医疗器械和半导体等领域，尤其是在锂离子电池中作为电极粘合剂，应用于制造板材、管材、布线绝缘体、板材、薄膜和管道产品等。从技术上讲，锂离子电池中的粘合剂是促进分散的重要因素和有效试剂，以增加暴露的电极种类并处理它们与集流体的粘附。我们提供各种类型的锂离子电池粘合剂，包括PVDF粘合剂，以增强一系列电池项目、生产和技术。
聚偏氟乙烯的特性
聚偏氟乙烯也称为聚偏二氟乙烯 (PVDF)是一种极其惰性和非反应性的热塑性含氟聚合物，由偏二氟乙烯聚合过程合成。PVDF是一种性能类似于塑料的材料，其应用基于其对溶剂、酸和碳氢化合物的耐受性，以及与聚四氟乙烯等其他含氟聚合物相比所需的最高纯度。PVDF密度低，通常为板状和绝缘体，用于优质布线、管材、管道产品和板材，可注射、焊接或模塑，应用于医疗器械、半导体、化学品和国防工业等领域具体来说，是在制造锂离子电池中的电子材料。PVDF也被用作交联闭孔泡沫，人们的兴趣日益浓厚。由于其惰性， PVDF经美国食品和药物管理局 (FDA)批准可用于与食品接触，并被归类为无毒材料。PVDF是一种精细粉末，用作高端金属涂料的成分。PVDF涂料具有出色的保光性和保色性，并应用于许多著名的建筑。商业和住宅金属屋顶也利用了这种材料。基于PVDF对氨基酸的非特异性亲和力，PVDF还用于设计用于动员蛋白质的蛋白质印迹的膜。PVDF广泛用作锂离子电池中的粘合剂成分，用于超级电容器和许多电化学应用中的碳电极。
物理上，PVDF表现出强压电性，当置于强电场下产生净偶极矩时，极化薄膜的压电系数为6～7PC/N。其压电系数是其他聚合物的10倍。聚偏二氟乙烯的玻璃化转变温度约为-35°C，本质上接近60%是结晶的。PVDF可以通过机械拉伸来定向分子链，然后在张力下被拉伸，从而使材料具有压电特性。根据作为传输床连接的链的构象，这种材料以多种形式出现，如α、β和γ相。当PVDF极化时，它表现出铁电聚合物的行为，具有高效的热释电和压电特性，使其成为电池和传感器应用的有前途的试剂。薄膜中的PVDF也可用于热感摄像机的传感器。
粘合剂和锂离子电池
锂电池被认为是便携式通信设备以及移动电子设备的主要电源或备用电源。锂电池因其卓越的电动势和高能量密度而受到工业和科学领域越来越多的关注。最近，人们进行了大量的研究，以设计新颖的电极材料结构并开发前所未有的电池粘合剂，以减轻对更高能量密度的需求并满足电池的循环性能。事实上，水性粘合剂已被证明具有更多的优势和优点，包括成本更低、电池安全和生态系统友好，与水作为分散剂相结合，使其成为环保锂离子电池和安全的理想粘合剂。
揭示锂离子电池的PVDF粘合剂性能
事实上，传统的聚偏氟乙烯粘合剂与石墨阳极完美配合。然而，当它与复合材料中的硅结合以提高锂离子电池的能量密度时，它会遇到相当大的容量损失。这种故障源于石墨、硅和PVDF粘合剂之间的连接性损失，这是由于电池回收过程中遭受的机械应力造成的。特别是，尽管电池性能优异，但首次发现PVDF粘合剂在电池循环过程中会因复合材料、纯硅甚至纯石墨电极而发生化学分解。基于X射线光电子发射电子显微镜和X射线光电子能谱技术，考虑到PVDF石墨和有机硅之间的差异和可能的相互作用，氟化锂 (LiF) 被认为是主要的分解剂，分布在电极中。反过来又与电池性能相关。研究表明，当化学相互作用的聚合物与石墨和硅作为一个整体发挥作用时，就会出现最适合复合电极的粘合剂。
不同粘结剂对锂离子电池金属氧化物负极电化学性能的影响
在测试锂离子电池金属氧化物负极的电化学性能时，合格的粘结剂对电化学性能起着相当大的作用，但目前尚未研究出合适的粘结剂来制备锂离子电池金属氧化物负极。如此系统地。为了解决这个问题，人们研究了包括PVDF HSV 900、PVDF 301f、PVDF Solvay 5130、羧甲基纤维素钠和苯乙烯-丁二烯橡胶在内的五种不同的粘合剂来制造锂离子电池的电极。电化学实验证实，羧甲基纤维素粘合剂可以显着降低粘合容量、电池的倍率性能和循环稳定性，并且实际上比PVDF好得多。
PVDF因其良好的热稳定性、适当的粘合性能和优异的电化学行为而被用作锂离子电池阴极的有效粘合剂。由于用于锂离子电池电极的PVDF粘合剂实现了电极膜和集流体之间的粘合，因此可以用最少的PVDF粘合剂夹杂物获得更高的能量密度和更长的寿命周期。此外，PVDF粘合剂中的极性官能团导致内能较低。除此之外，在含有有机碳酸酯和锂盐的锂离子电池的侵蚀性环境中，还可以确保PVDF理想的耐化学性的长期稳定性。
