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Kynar® PVDF锂电池解决方案

Kynar® PVDF树脂多年来一直用于锂离子电池电极粘结剂。我们持续创新,开发正极和负极粘结剂及隔膜涂层解决方案,另外我们也在研发低VOC水性乳液的技术方案。

新版Kynar® PVDF 锂离子电池应用产品手册

新版产品手册突出了我们的旗舰品牌Kynar® HSV 系列树脂在锂离子电池电极粘结剂的应用以及Kynar® LBG 树脂在隔膜涂层的应用。

锂离子电池的部件

并非所有树脂都相同

过去几十年来,PVDF树脂被证明是高度稳定的粘结剂,是锂离子电池正极体系粘结剂的最佳选择。

 

选择PVDF树脂的驱动力:

 

  • 在严苛条件下经验证的卓越性能

  • 保障 - 全球供应,质量,合规,以及为新一代电池而开发的承诺

Kynar® PVDF 树脂 – 无与伦比的卓越性能

Kynar® PVDF 因其无与伦比的性能被用于多种严苛的环境,其卓越性能在多种应用中得到验证,包括用于全球摩天大楼的高耐久性涂料(50年以上),海洋石油与天然气柔性管路(26年以上),以及光伏组件保护(10年以上)。

 

阿科玛作为不断发展的电池市场的先驱者之一,通过加强持续创新成为全球高品质树脂的领先标杆供应商。

 

Kynar® 电池解决方案包括两个旗舰产品--Kynar® HSV 树脂用于电极粘结剂以及Kynar Flex® LBG 树脂用于隔膜涂层。

Kynar® HSV树脂系列用于电极粘结剂

  • 快速溶解,易加工
  • 高粘结力
  • 更少的粘结剂用量
  • 更低的电解液溶胀性
  • 更小的内电阻
  • 电压稳定性高

Kynar® LBG & Kynar Flex® 树脂系列用于隔膜涂层

      • 附着力高(湿粘结力与干粘结力)
      • 尺寸稳定性高,可控的结晶度
        • 和纳米陶瓷相容性好
  • 适用于溶剂型和水性配方技术
  • 电压稳定性高

驱动-更优的成本,更好的性能,并且一致性的供应

锂离子电池市场正在快速增长。虽然市场最初的增长来自于手机,平板电脑及电动工具,而现在持续的市场需求大量来自电动汽车。严苛的汽车行业需要电池性能显著提升的同时降低成本,另外还需要全球化的一致性供应。 这是一个严峻的挑战。

 

阿科玛正在积极合作开发下一代超高能量正极,超高容量负极和超越锂电池技术项目。 开放创新是我们持续成功的关键。

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特制的性能

阿科玛几十年来一直是高性能PVDF树脂和柔性PVDF共聚物开发的先驱者。 我们专有的工艺技术可以调整PVDF树脂的分子量,粒径,结晶度和官能团,从而获得最优的性能。

 

乳液聚合的PVDF最初(50多年前)用于高端建筑涂料,涂料需要小粒径的PVDF树脂以获得高光泽和光滑的涂层表面。

 

更高的表面积 = 更容易溶解 = 加工更快

今天,在电池应用中,乳液聚合的PVDF树脂的小粒径与其独特的结构性能相得益彰,在NMP或丙酮中快速溶解,相反大粒径的悬浮聚合的PVDF颗粒在NMP中溶解可能非常慢。小粒径也是未来革命性的“干法混合工艺”的关键。

分子结构的影响

相比悬浮聚合,乳液聚合的PVDF主链中“头-头结构”稍高,这是由于乳液聚合温度相对较高,乳液聚合制备的PVDF熔点和结晶度都比悬浮聚合的PVDF稍低。通常来讲,PVDF主链中“头-头结构”有助于提高其耐碱性,这对高镍三元体系的加工性能至关重要。

 

分子量分布

Kynar® PVDF 乳液聚合通常带来单峰分子量分布结构的规格,另外聚合工艺也提供了灵活性,可以合成双峰分子量分布和/或更宽分子量分布的规格,为某些严苛需求的应用提供独特的解决方案。

 

我们通过调整聚合工艺,可以生产特定分子量分布的Kynar® PVDF,以满足一些严苛的应用需求。这一调整分子量分布的工艺是阿科玛技术的一个主要优势。

正极粘结剂树脂

锂离子电极表面处于严苛的电化学环境。大多数的常规聚合物在这一苛刻的电化学环境里将被迅速破坏。但是,Kynar® PVDF 能够胜任。Kynar® PVDF用于世界上多种最严苛的应用并久经考验,特别是高纯度的工业应用。 Kynar® PVDF一系列规格在较宽的应用温度下表现出出色的热机械性能和电化学性能。

 

  • 快速溶解在溶剂中,加工容易,产量高,稳定的浆料粘度
  • 多次充放电循环和较大的温度波动下仍保持高粘结力(通过阿科玛官能团聚合工艺的严格控制得以实现
  • 更低的粘结剂用量,浆料(正极材料)固含量高,低内阻和高内聚力
  • 在电解液中更低的溶胀度(通过阿科玛工艺对结晶度的严格控制进行调整)
  • 在化学工业(包括半导体,核能,饮用水和医疗保健行业)的巨大全球历史上,纯度和批次之间的高度一致性
  • 最佳的电池容量保持率
  • 电化学稳定性高 - 在较宽的电压范围内性能稳定(0〜5V Li + / Li)
  • 热稳定性好,TGA测试结果显示温度高达420℃时无热降解

 

容量更大,阻抗更低

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粘度分布

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正极材料

随着电池越来越高效,正极材料也在不断演变。无论使用什么正极材料,粘结剂解决方案提供高粘结性都是至关重要的。Kynar® HSV 树脂系列为以下正极材料带来优异的粘结性能:

  1. LCO: LiCoO2
  2. LFP: LiFePO4
  3. LMO: LiMn2O4
  4. NMC: LiNiMnCoO2
  5. NCA: LiNiCoAlO2

剥离强度

更低的粘结剂用量,更高的粘结力,可以带来更高的能量密度。 因为更低的粘结剂用量可以增加正极材料的含量。

 

锂离子电池中 的粘结剂溶胀可能会带来严重的后果。Kynar® HSV 树脂在常见溶剂中表现出极低的溶胀性 - 即使在高温(高达80°C)下也保持极低的溶胀性。

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粘结剂创新

阿科玛致力于粘结剂的创新开发,从而推动更安全和更高性能的电池发展。 我们位于美国King of Prussia的电池研发中心致力于这一创新开发。 我们邀请客户与我们共同合作,推动尖端技术的前进 - 高镍正极材料粘结剂,水性技术方案,干法混合工艺。请与我们联系,我们随时准备与您合作。

隔膜涂层

随着软包电池的尺寸越来越大,大功率电池的快速发展,电池需要高性能的隔膜涂层来提高其安全性。同时,为了满足日益增长的电池需求,生产率的提升也迫在眉睫。粘结涂层型隔膜大大减少了电池组装时间,降低了整体生产成本。

 

无论是否与陶瓷混合,Kynar Flex® 系列,特别是Kynar Flex® LBG 产品,可以在相分离,与极片粘结(干法和湿法),涂层内聚力及电解液吸收之间实现极好的平衡。

 

隔膜涂层在某种程度上是“艺术”,阿科玛提供最优异性能的Kynar Flex® 共聚物系列,被广泛用于特定的隔膜技术方案。

 

Kynar® LBG 涂覆的隔膜不仅可以提高电池隔膜的机械性能和热稳定性,更重要的是,Kynar® LBG 阻止锂枝晶的生长,显著提高电动汽车和大功率应用中大型锂离子电池的安全性。

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水性配方的领导者

自1965年以来,阿科玛一直是PVDF技术的领导者。一直以来阿科玛被公认为高性能涂料树脂技术的领导者,另外我们还开发了水性PVDF配方技术,并赢得了声誉。屡获殊荣的Kynar Aquatec® 水性乳液力助我们的涂料客户开发可现场施工的高性能涂料,可耐受户外最严苛的风化和环境达数十年(www.kynaraquatec.com)。

 

我们专有技术的乳液聚合工艺已经投入生产稳定性高的水性乳液产品,配方容易,加工和应用简单。 我们积极投身于未来的水性粘结剂技术及解决方案,欢迎合作!

广泛的产品组合

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保障

阿科玛致力于技术革新以推动行业的发展。 我们为您带来:

 

  • 在全球三大主要区域 - 欧洲,亚洲及美国都设有PVDF生产基地,并投入产能扩张
  • 锂离子电池全球研发中心位于美国,并在其它区域设有相应的技术中心
  • 世界上最著名的品牌
  • 对创新的承诺 - 多次获得路透社百强全球创新者获,多次获得Pierre Potier奖
  • 长期致力于可持续发展- 生物基聚合物树脂,太阳能,冷屋顶节能以及汽车减重方案
  • 在电池领域可追溯的良好声誉- 从先驱者到先进技术领导者
  • 垂直化的生产整合 - 从萤石,到氟单体,到氟聚合物
  • 全球PVDF产能的领导者,无氟表面活性剂(FSF®)PVDF 乳液聚合技术的领导者

全球供应和支持

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Let's Run Together

我们的产品种类不断完善。鉴于市场对材料性能的要求越来越高,我们将持续开发创新解决方案。我们全球工程师团队积极投身于新产品的研发和创新性解决方案的设计,致力于满足您的材料需求。马上联系我们的团队,开启您的产品开发之旅。

 

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