Поливинилпирролидон (ПВП) представляет собой неионное полимерное соединение, образующееся путем полимеризации N-винилпирролидона (НВП) при определенных условиях. ПВП можно использовать в качестве диспергатора для электродов литий-ионных аккумуляторов и в качестве вспомогательного средства для обработки проводящих материалов. Данные показывают, что в области новых энергетических батарей потребление PVP на 1 ГВтч составляет около 15 тонн, в основном с использованием PVP K30 промышленного класса. В этой статье подробно объясняется, как ПВП используется в качестве диспергатора в литий-ионных батареях, а также рыночный спрос на ПВП в индустрии литий-ионных аккумуляторов.

ПВП-диспергатор для катодных материалов литиевых батарей,

Жидкость очень важна в производстве литий-ионных аккумуляторов. Качество батареи на 70% зависит от качества полюсных наконечников, а качество полюсных наконечников на 70% зависит от качества жидкого раствора. Изготовление жидкого раствора эквивалентно изготовлению 50% батареи и является основной работой при производстве батареи. Жидкость для литий-ионных аккумуляторов в основном состоит из активных материалов, проводящих веществ, связующих веществ и растворителей. В секции подготовки полюсных наконечников три процесса: сушка материала, соль и суспензия напрямую определяют качество суспензии.

Катодные материалы литий-ионных аккумуляторов трудно равномерно диспергировать в процессе гомогенизации, поэтому необходимо добавлять диспергаторы. Катодные материалы литиевых батарей в основном включают оксид лития-кобальта, манганат лития, фосфат лития-железа и т. д. Из-за их низкой проводимости часто необходимо добавлять соответствующее количество проводящих агентов, таких как графен, углеродные нанотрубки и т. д. в процессе подготовки батареи улучшить проводимость катодного материала.

Однако из-за небольшого размера частиц и большой удельной поверхности сверхтонких катодных материалов аккумуляторных батарей, таких как литий-железо-фосфат, трудно диспергировать равномерно во время процесса гомогенизации, что приводит к высокой вязкости или низкому содержанию твердых частиц в суспензии. , что дополнительно затрудняет или даже делает невозможным нанесение покрытия. Выбор диспергатора особенно важен для диспергирования катодной суспензии литий-ионных аккумуляторов.

ПВП является идеальным диспергатором для катодных суспензий литий-ионных аккумуляторов. Молекулярная структура ПВП содержит высокополярные гидрофильные группы лактама и длинноцепочечные липофильные группы CC. Он хорошо совместим с различными растворителями и может наноситься на поверхность частиц, создавая хороший эффект дисперсии за счет стерических затруднений.

Добавление соответствующего количества ПВП в катодную суспензию батареи может значительно улучшить дисперсию суспензии и превратить суспензию из ньютоновской жидкости в неньютоновскую жидкость. Вязкость суспензии стабилизируется на более низком уровне, что выгодно. уменьшение катодного сопротивления и улучшение характеристик батареи.

ПВП как технологическая добавка для вспомогательных материалов литий-ионных аккумуляторов
Проводящие агенты из углеродных нанотрубок могут увеличить плотность энергии литий-ионных батарей. Проводящая суспензия представляет собой суспензию, полученную путем равномерного диспергирования проводящего агента в растворителе, а проводящий агент из углеродных нанотрубок представляет собой суспензию, полученную путем диспергирования углеродных нанотрубок в качестве проводящего агента в дисперсионном растворителе.

В качестве нового проводящего агента для литий-ионных батарей проводящий агент из углеродных нанотрубок может улучшить проводящие характеристики батареи. В то же время добавленное количество на 60–70% ниже, чем у обычного проводящего агента из углеродной сажи. уменьшают количество связующего и могут значительно улучшить проводимость батареи.

ПВП может значительно улучшить характеристики дисперсии углеродных нанотрубок в воде, органических растворителях и других матрицах. Углеродные нанотрубки легкие, идеально соединены в гексагональную структуру и обладают многими необычными механическими, электрическими и химическими свойствами. Из-за сильных сил Ван-дер-Ваальса между трубками углеродные нанотрубки образуют пучки или запутываются друг с другом, что приводит к агломерации, что серьезно ограничивает их механические, термические и электрические применения.

ПВП представляет собой амфифильный полимер особой структуры. Пирролидоновая группа представляет собой гидрофильную группу, а основная цепь представляет собой гидрофобный сегмент, связанный с C-C. Он липофильен и поэтому может растворяться в воде, спирте, карбоксильных группах и т. д. Органические растворители. Кислоты и аминоалканы. Введение на поверхность УНТ полимера ПВП с амфифильной структурой позволяет существенно улучшить дисперсионные свойства УНТ в воде, органических растворителях и других матрицах.

ПВП К25 и ПВП К30 со средней молекулярной массой обладают лучшим диспергирующим действием на многостенные углеродные нанотрубки, а вязкость суспензии низкая. Он демонстрирует характеристики почти ньютоновской жидкости. Частицы многостенных углеродных нанотрубок равномерно диспергированы, средний размер частиц мал и обладает хорошей стабильностью.

В то же время его удельное сопротивление также низкое, его адсорбционная способность выше, чем у низкомолекулярного ПВП К17 и высокомолекулярного ПВП К90, и он оказывает лучший эффект стерической модификации на поверхности многостенных углеродных углеродных нанотрубок, что делает многостенные углеродные нанотрубки диспергированы практически в один слой. В корнях значительно уменьшается спутывание.