鑒于 PAA 的分子呈現(xiàn)出線性長鏈條的結(jié)構(gòu),從概率上來講當(dāng)“硅基負(fù)極”出現(xiàn)大幅膨脹時(shí),就存在“手滑”纏不住的情況。從這個(gè)角度出發(fā),回天的材料學(xué)家們在設(shè)計(jì)1206L負(fù)極膠的時(shí)候也就同時(shí)設(shè)計(jì)出了兩條技術(shù)路線有其中一個(gè)是將線性的 PAA分子鏈橫向交聯(lián)起來,構(gòu)建起一個(gè)3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);而另一個(gè),則是提高PAA的分子量。

思路一:構(gòu)建 3D網(wǎng)絡(luò)

回天的研發(fā)工程師注意到電池負(fù)極在繞卷入殼之后需要經(jīng)過一個(gè)真空烘烤的環(huán)節(jié),為了讓負(fù)極材料在涂布后徹底揮發(fā)掉水分和溶劑,這個(gè)烘干的時(shí)間長達(dá)6小時(shí),而且期間的溫度可以達(dá)到90~120℃。于是他們這次給1206L專門選了一款需要加熱才能與 PAA 發(fā)生反應(yīng)的交聯(lián)劑,相當(dāng)于對于烘干工序之中的能量與時(shí)間進(jìn)行了有效再利用,在不增加用戶成本的情況下就提升了硅基負(fù)極的機(jī)械強(qiáng)度!從最終的效果來看,采用了這種方案的“硅基負(fù)極”在經(jīng)歷100次充放電循環(huán)后電容量依然保持平穩(wěn)。

思路二:提高分子量

高分子材料的分子量對于機(jī)械強(qiáng)度的影響最大,具體到PAA負(fù)極膠也是如此,這對于抵抗劇烈膨脹的“硅基負(fù)極”來說是至關(guān)重要的性能!但問題是,分子量變大就意味著粘度的上升。這個(gè)問題體現(xiàn)在涂布后的負(fù)極就是,負(fù)極材料就出現(xiàn)明顯的結(jié)塊團(tuán)聚,這會(huì)造成負(fù)極內(nèi)部電通路的中斷。體現(xiàn)在電性能上,就是負(fù)極本身的電阻就會(huì)很高,對于電化學(xué)反應(yīng)的鋰離子電池來說這是嚴(yán)重影響性能的大問題!

而這次回天開發(fā)出來的1206L負(fù)極膠竟然解決了這個(gè)矛盾,首先它的分子量高達(dá)100萬,和目前主流的PAA比起來高出了30%;同時(shí)PDI<2。但是它的粘度卻維持在了15000~25000cps的范圍,這就在不影響工藝的前提下為提升粘接強(qiáng)度打下了基礎(chǔ)。結(jié)合 3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),高于平均水平30%的分子量以及相對較低的粘度,這就讓使用回天 1206L的“硅基負(fù)極”具備了更好的機(jī)械性能與循環(huán)電性能。

從麒麟電池,到青海湖電池,“硅基負(fù)極”技術(shù)讓我們看到了產(chǎn)品性能升級與中國產(chǎn)業(yè)升級的新希望,而回天1206L負(fù)極膠的出現(xiàn),不僅讓“硅基負(fù)極”的早日大規(guī)模普及更進(jìn)一步,也更是中國材料產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新與穩(wěn)步向前的又一個(gè)例證!


 
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