Данная продукция представляет собой связующее вещество на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), специально разработанное для производства электродов литиевых ионных батарей сухим методом. Как «критический звено» в формировании сухих электродов, оно устраняет необходимость в использовании органических растворителей и может напрямую равномерно смешиваться с активными материалами положительных/отрицательных электродов литиевых батарей (например, LFP, NCM, графит, кремниевые материалы) и проводящими добавками для формирования стабильной структуры электрода посредством калибровки под высоким давлением. По сравнению с традиционными связующими веществами на основе ПВДФ для электродов, изготовленных мокрым методом, сухих связующих на основе ПТФЭ решают три ключевые проблемы сухих электродов — «формирование без растворителя», «силу адгезии интерфейса» и «циклическую долговечность» — благодаря своим превосходным химическим устойчивостью, термической стабильности при высоких температурах и механическим свойствам, обеспечивая ключевую материальную поддержку для крупномасштабного применения технологии литиевых ионных батарей сухим методом.
Связующие вещества на основе ПТФЭ выпускаются в виде порошка или дисперсии и не требуют разбавления органическими растворителями (например, NMP). Они могут напрямую смешиваться с активными материалами и проводящими добавками методами сухого смешивания (например, механическое помешивание, высокоскоростное сдвиговое смешивание) для формирования равномерных агломератов материала, которые затем калибруются в листы электродов. Эта особенность идеально соответствует требованию к производству сухих электродов «без растворителя», устраняя шаги по регенерации растворителя и высокотемпературной сушке, характерные для мокрого метода. Это снижает энергопотребление при производстве электродов литиевых батарей на 40–50% и избежывает увеличения сопротивления интерфейса электрода, вызванного остаточными растворителями — сопротивление интерфейса сухих электродов снижается на более 25% по сравнению с электродами, изготовленными мокрым методом.
Уникальная структура фторуглеродных связей в молекулярных цепях ПТФЭ обеспечивает формирование непрерывной плотной адгезионной сети при калибровке под высоким давлением, плотно соединяя частицы активного материала с коллекторами тока и между собой. Данные испытаний показывают, что сухие LFP-электроды с использованием данной продукции достигают силы отслаивания 1,8–2,2 Н/м между активным материалом и коллектором тока из алюминиевой фольги — что на 30–40% выше, чем у других сухих связующих (например, композитных систем SBR/CMC). Даже при заряде-разряде с высокой токовой нагрузкой 10C или циклировании кремниевых анодов (коэффициент объемного расширения > 300%) электроды не демонстрируют трещин или отслоения порошка, эффективно предотвращая снижение емкости, вызванное отслоением активного материала.
Устойчивость к коррозии электролитом: ПТФЭ обладает высокой химической инертностью и может выдерживать длительное погружение в электролиты литиевых батарей (например, системы на основе карбонатных растворителей + литиевых солей). После 1000 часов погружения в электролит при 85℃ его адгезионные свойства не демонстрируют значительного ухудшения. Это избежывает набухания и деградации традиционных связующих на основе ПВДФ при высоком напряжении (>4,3В), которые иначе приводили бы к разрушению структуры электрода.
Превосходная термическая стабильность при высоких температурах: ПТФЭ имеет температуру плавления до 327℃ и диапазон длительной эксплуатации от -200℃ до 260℃ — что значительно превышает обычный диапазон рабочих температур литиевых батарей (-40℃~60℃) и верхний предел температуры в экстремальных условиях. На этапе раннего предупреждения термического отказа (температура < 150℃) связующие на основе ПТФЭ все еще поддерживают целостность структуры электрода, замедляя распространение термического отказа и повышая безопасность литиевых батарей.
Широкая совместимость с материалами: Совместима с основными активными материалами положительных и отрицательных электродов литиевых батарей, включая литийфосфат железа (LFP), тернарные материалы (NCM 523/622/811), натуральный/искусственный графит и кремниевые аноды (кремниевый углерод, кремниевый оксид). Для кремниевых анодов с высоким объемным расширением гибкие молекулярные цепи связующих на основе ПТФЭ образуют «эластичный буферный слой» для смягчения напряжений от расширения, обеспечивая кремниевым сухим аноду сохранение емкости более 80% после 200 циклов — что на 30% выше, чем у электродов на основе ПВДФ, изготовленных мокрым методом.
Настраиваемые эксплуатационные характеристики: За счет регулировки молекулярной массы (1–10 млн), размера частиц (1–10 мкм) и дозировки добавления (1–5%) связующих на основе ПТФЭ можно гибко регулировать упаковочную плотность (например, 1,6–1,8 г/см³ для LFP-электродов, 3,0–3,3 г/см³ для NCM-электродов), пористость (10–30%) и механическую прочность электродов, удовлетворяя требованиям к конструкции различных типов литиевых батарей (цилиндрические, прismaticные, пучковые, лезвие-батареи).
Подходит для сухих электродов литиевых батарей на основе литийфосфата железа (LFP) и тернарных материалов (NCM) для электромобилей. Повышает характеристики быстрой зарядки батарей (сохранение емкости при быстрой зарядке 10C ≥85%) и циклов службы (сохранение емкости LFP-батарей ≥90% после 2000 циклов), одновременно снижая затраты на производство электродов на 15–20% — удовлетворяя требованиям к силовым батареям «высокая безопасность, длительный срок службы, низкая стоимость». Например, силовые батареи с сухими электродами с использованием данной продукции достигают сохранения разрядной емкости более 75% при -20℃ — что на 10% выше, чем у электродов, изготовленных мокрым методом — что делает их подходящими для применения в электромобилях в холодных северных регионах.
Решая требования к «длительной цикловой жизни и высокой стабильности» литиевых батарей для энергетических хранилищ сетевого масштаба и домашнего использования, связующие на основе ПТФЭ удлиняют цикловую жизнь сухих батарей для энергетических хранилищ до более 10 000 циклов (темп 1C). Коэффициент снижения емкости при циклировании при высокой температуре 85℃ составляет <0,005% за цикл — значительно ниже, чем у батарей для энергетических хранилищ, изготовленных мокрым методом (0,01% за цикл). Это значительно продлевает срок службы систем хранения энергии и снижает общую стоимость жизненного цикла.
Гибкость и коррозионная устойчивость связующих на основе ПТФЭ обеспечивают значительные преимущества в батареях с высокой энергетической плотностью, таких как кремниевые аноды и тернарные батареи с высоким содержанием никеля (NCM811/NCA). Например, после применения данной продукции в кремниевых сухих анодах коэффициент объемного расширения можно контролировать в пределах 150%, при этом сохранение емкости составляет 75% после 500 циклов. Сухие положительные электроды на основе тернарных материалов с высоким содержанием никеля поддерживают сохранение емкости более 80% после 1000 циклов при высоком напряжении 4,4В, преодолевая узкие места применения традиционных связующих в батареях с высокой энергетической плотностью.
Индивидуальные решения: Предоставление персональных рекомендаций по формуле связующего и дозировке добавления на основе типов активных материалов клиента (например, LFP/NCM/кремниевые) и параметров конструкции электрода (площностная плотность, упаковочная плотность) для помощи клиентам в оптимизации характеристик сухих электродов.
Техническое руководство: Предоставление технической поддержки на всем этапе от «смешивания материалов — калибровка и формирование — испытания электродов», включая подбор оборудования для смешивания и регулировку параметров процесса калибровки, чтобы помочь клиентам быстро внедрить линии производства сухих электродов.
Гарантия качества: Производство продукции соответствует требованиям системы менеджмента качества ISO 9001. Каждая партия продукции сопровождается отчетом о контроле выпуска (включая размер частиц, молекулярную массу, силу адгезии и т.д.) для обеспечения стабильности качества. Предусмотрена 1-летняя гарантия на качество; в случае возникновения проблем с качеством предоставляется бесплатная замена или возврат средств.
Сотрудничество в исследованиях и разработках: Опираясь на профессиональную исследовательскую команду, мы можем совместно с клиентами разрабатывать следующее поколение высокопроизводительных сухих связующих на основе ПТФЭ (например, модифицированное ПТФЭ с низкой дозировкой добавления и высокой эластичностью) для удовлетворения будущих требований к литиевым батареям с высокой энергетической плотностью и сверхбыстрой зарядкой.
