中國粉體網(wǎng)訊 高分子材料是鋰電池正極及負極粘接劑、隔膜及涂層的必需原料,高性能化的電池需要高粘結(jié)強度、高電導、容易使用、成本低的高分子材料,以提高鋰電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和降低電池的內(nèi)阻兩個根本性能,進而提高電池的耐溫安全性、功率與能量密度和電池的壽命等性能。
在鋰電池的正負極制備過程中,活性物質(zhì)需要與集流體(如銅箔、鋁箔)緊密結(jié)合,以確保電子的有效傳輸。高分子材料作為粘接劑,能夠提供良好的粘結(jié)強度和柔韌性,使活性物質(zhì)與集流體之間形成穩(wěn)定的界面,減少脫落和剝離現(xiàn)象,從而提高電池的性能和循環(huán)壽命。常用的正極粘接劑包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸(PAA)等,而負極則常用丁苯橡膠(SBR)和羧甲基纖維素鈉(CMC)的混合物作為粘接劑。
隔膜是鋰電池中防止正負極直接接觸的關鍵組件,同時允許鋰離子在充放電過程中自由穿梭。高分子材料因其優(yōu)異的絕緣性、化學穩(wěn)定性和機械強度,被廣泛用于制造隔膜。目前,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及其復合材料是鋰電池隔膜的主流材料。這些材料不僅能夠有效隔絕正負極,還能在電池過熱時提供一定的熔斷保護,提高電池的安全性。
朱寶庫教授團隊結(jié)合所屬平臺和學科優(yōu)勢,過去20年中開展了電池粘接劑、隔膜和金屬氧化鋰離子電池、鋰硫電池用高分子材料及電池系統(tǒng)的研究,形成了高分子材料在電池中功能優(yōu)化機制認識,以及多種具有應用價值的鋰電池隔膜、正負極用高分子原料新體系,發(fā)表論文50余篇,獲得發(fā)明專利20余項,部分原料和技術實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應用。
針對固態(tài)電池相關的技術、材料、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題,中國粉體網(wǎng)將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會。為致力于固態(tài)電池技術開發(fā)的企業(yè),科研院校,以及電動車、儲能、特種應用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺,開展產(chǎn)、學、研合作,共同推動行業(yè)發(fā)展。屆時,來自浙江大學的朱寶庫教授將作題為《聚合物材料與鋰電池的高性能化研究》的報告。在報告中,朱教授將介紹電池隔膜高性能化的設計、以及聚烯烴等隔膜涂層、接枝、鋰化等高性能化的方法,以及提高隔膜電導率、降低界面電阻、抑制鋰枝晶形成、提高電池性能的機制;介紹新型正負極粘接劑體系的設計、制備及其對提高電池性能的效果與原理,從電池系統(tǒng)設計和制造出發(fā),探討鋰電池用粘接、隔膜的選擇原則及電池的制作方法,支持液態(tài)、凝膠及固態(tài)金屬氧化物電池和鋰硫電池技術的發(fā)展。
專家簡介:
朱寶庫,浙江大學化學專業(yè)學士及高分子材料專業(yè)博士,現(xiàn)任浙江大學高分子科學與工程學系教授、博士生導師;中國膜工業(yè)協(xié)會常務理事及醫(yī)藥生物膜專委會主任,浙江省膜協(xié)會副理事長,中國儀表功能材料學會常務理事,《膜科學與技術》、《水處理技術》、《功能材料》編委,浙江省51人才,浙江大學高分子科學研究所副所長。主要從事高分子新原料設計與合成、離子電池用高分子材料及與電池系統(tǒng)、抗菌/抑菌材料、水處理膜材料等方向的基礎和應用技術開發(fā)研究,承擔/完成科國家973、863、重點研發(fā)計劃項目、工信部項目、國家自然科學基金、浙江省科技計劃重點項目、企業(yè)委托等重要科研項目30余項,發(fā)表論文400余篇 (他引12000余次,HI=65),申請獲得發(fā)明專利80余項,參與編寫專著6部,培養(yǎng)研究生50余人,建立校企聯(lián)合研發(fā)平臺3個,開發(fā)的鋰電池隔膜與粘結(jié)劑、水處理超微濾膜、安全環(huán)保型抗菌劑及空氣凈化材料等產(chǎn)品實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,支持企業(yè)形成產(chǎn)重大經(jīng)濟和社會,獲得省部級成果獎5項。
參考來源:
1.方正證券《鋰電隔膜行業(yè)深度報告:核心材料,前景明朗》
2.余利明《鋰離子電池電極材料的電化學性能與電極粘接劑之間的相關性研究》
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木)
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