? 對(duì)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)，為其電極配備合適的粘合劑至關(guān)重要。事實(shí)上，粘合劑必須具有足夠的耐用性和長(zhǎng)壽命，這是電極使用的重要要求。基本上，粘合劑需要具有電化學(xué)穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，才能使鋰離子電池表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。此外，聚四氟乙烯PTFE濃縮液體粘合劑通過(guò)在電極表面上使用較少的量而顯示出最佳性能。
在鋰離子電池電極覆蓋物應(yīng)用中最常見(jiàn)的粘合劑中 ，聚四氟乙烯濃縮液體粘合劑在用作粘合劑時(shí)顯示出有希望的結(jié)果。作為一種合成含氟聚合物，PTFE具有由碳和氟原子組成的高分子量，并且被列為疏水性材料，使其在置于水中或與水溶液接觸時(shí)呈惰性且不具有吸引力，更具體地說(shuō)，這是因?yàn)閬?lái)自高壓的倫敦力氟的電負(fù)性。
聚四氟乙烯的粘合性能
從技術(shù)上講，PTFE粘合劑含有CF2-CF2單元，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，部分用于鋰離子電池。另一方面，聚四氟乙烯濃縮液粘合劑被認(rèn)為是一種環(huán)保劑，在使用水作為溶劑的大氣中不會(huì)產(chǎn)生任何有害影響，不會(huì)對(duì)人體造成有害和健康威脅。聚四氟乙烯的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是除了耐熱、耐光、耐寒之外，還具有優(yōu)異的耐化學(xué)性。PTFE還具有理想的阻燃性和較低的吸水性以及抗紫外線輻射能力，在極端天氣條件下具有出色的性能。
聚四氟乙烯 (PTFE)
聚四氟乙烯最初是四氟乙烯的合成含氟聚合物，在20世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)了許多應(yīng)用，商品名為T(mén)eflon。PTFE是一種高分子量碳氟化合物固體，主要由碳和氟組成，具有疏水性，水或任何含水物質(zhì)可以與其相互作用，但不會(huì)與其相互作用。碳氟化合物似乎表現(xiàn)出改善的倫敦色散力，因?yàn)樗鼈儗?shí)際上具有較高的氟電負(fù)性和較低的固體內(nèi)聚分?jǐn)?shù)。PTFE作為非反應(yīng)劑，作為烹飪鍋和其他炊具的涂層具有廣泛的應(yīng)用。PTFE的惰性部分歸因于其強(qiáng)大的碳鍵和氟鍵，使其成為反應(yīng)性和腐蝕性化學(xué)品涂層容器和管道的合格試劑。當(dāng)PTFE用作潤(rùn)滑劑時(shí)，它可以減少機(jī)械的摩擦、能耗和表面磨損。它還具有作為移植材料和外科手術(shù)的常見(jiàn)應(yīng)用。PTFE經(jīng)常用于導(dǎo)管等醫(yī)療設(shè)備中，以粘附細(xì)菌和病菌并阻止醫(yī)院獲得性感染。
聚四氟乙烯是一種熱塑性聚合物，在室溫下呈白色固體材料，密度接近2200公斤/立方米。據(jù)研究，其熔點(diǎn)約為600開(kāi)爾文，能夠在近-268°C的較低溫度下保持較高的自潤(rùn)滑性、強(qiáng)度和韌性。在約194開(kāi)爾文的溫度下，PTFE表現(xiàn)出優(yōu)異的柔韌性。就其對(duì)化學(xué)品的惰性而言，應(yīng)該指出的是，PTFE的化學(xué)碳氟鍵似乎會(huì)受到高反應(yīng)性金屬（例如高溫下的堿金屬）以及金屬（包括鎂和鋁）以及一些氟化劑（即鈷）的影響氟化物和二氟化氙。關(guān)于PTFE性能的另一個(gè)重要點(diǎn)是它在650°C以上的溫度下會(huì)發(fā)生解聚。
鋰電池被認(rèn)為是便攜式通信設(shè)備以及移動(dòng)電子設(shè)備的主要電源或備用電源。鋰電池因其卓越的電動(dòng)勢(shì)和高能量密度而受到工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域越來(lái)越多的關(guān)注。最近，人們進(jìn)行了大量的研究，以設(shè)計(jì)新穎的電極材料結(jié)構(gòu)并開(kāi)發(fā)前所未有的電池粘合劑，以減輕對(duì)更高能量密度的需求并滿(mǎn)足電池的循環(huán)性能。事實(shí)上，水性粘合劑已顯示出更多的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，包括成本較低、電池安全和生態(tài)系統(tǒng)友好，與水作為分散劑相結(jié)合，使其成為環(huán)保和安全的鋰離子電池的理想粘合劑。
用于鋰離子電池的基于聚四氟乙烯涂層的自粘合復(fù)合隔膜
一項(xiàng)新發(fā)表的研究表明，應(yīng)用一種由聚四氟乙烯PTFE涂層及其商業(yè)聚乙烯隔膜組成的新型復(fù)合隔膜，用于設(shè)計(jì)高性能鋰離子電池。這種復(fù)合隔膜是通過(guò)將PE隔膜浸入含有PTFE的懸浮液中制成的，以獲得由三層組成的自粘合PTFE/PE/PTFE結(jié)構(gòu)。即，用過(guò)氧化氫和硫酸溶液對(duì)所制備的復(fù)合隔膜進(jìn)行進(jìn)一步改性，以增加其電解質(zhì)親和力。結(jié)果表明，由密排聚四氟乙烯顆粒制成的涂層采用高度有序的納米孔結(jié)構(gòu)，具有非常理想的電解質(zhì)潤(rùn)濕特性。這大大提高了復(fù)合隔膜的離子電導(dǎo)率，與單獨(dú)的聚乙烯隔膜相比，復(fù)合隔膜表現(xiàn)出理想的熱穩(wěn)定性，達(dá)到了陶瓷涂層商業(yè)隔膜的耐熱等級(jí)。由LiFePO4正極和鋰負(fù)極組成的CR2032型單元半電池采用PTFE基隔膜組裝而成，經(jīng)評(píng)估其碳率和循環(huán)性能顯示出良好的結(jié)果?；趶?fù)合隔膜的組裝電池已顯示出單獨(dú)使用聚乙烯隔膜時(shí)具有更好的碳倍率能力和循環(huán)容量保持率。值得一提的是，復(fù)合隔膜可作為高性能可充電鋰離子電池涂層用途的潛在候選者。
鋰離子電池廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)工具、電子設(shè)備等電源領(lǐng)域。到目前為止，已經(jīng)采用了不同種類(lèi)的高性能正極和負(fù)極材料，以滿(mǎn)足對(duì)高功率和高倍率電池日益增長(zhǎng)的需求。隔膜和覆蓋物對(duì)于提高電子產(chǎn)品（更具體地說(shuō)是鋰離子電池、超級(jí)電容器等）的性能至關(guān)重要。聚丙烯和聚乙烯是鋰離子電池的關(guān)鍵部件，但其潤(rùn)濕性和熱穩(wěn)定性較差，當(dāng)可能出現(xiàn)異常發(fā)熱時(shí)，會(huì)引起人們對(duì)鋰離子電池安全性的嚴(yán)重?fù)?dān)憂(yōu)。這些失敗極大地促進(jìn)了聚四氟乙烯在鋰離子電池中作為凝聚液體粘合劑的使用。
