为了提高PVDF在锂电池中的性能,研究人员采取了多种改性方法:
1. **共聚改性**:通过与含氟或非氟的单体共聚,如六氟丙烯、四氟乙烯等,提高PVDF树脂的柔韧性和粘结性能。
2. **接枝改性**:在PVDF主体上接枝小分子或无机颗粒,通过化学键结合,如将石墨烯接枝到PVDF中,提高电极的电荷转移电阻和锂离子扩散率。
3. **共混改性**:将PVDF与其它高分子共混,如聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等,以提高PVDF结晶适当下降,增强复合电极对电解液的亲和性,加快锂离子传输。
4. **无机材料掺杂**:通过在PVDF中掺杂无机材料如LLZO(锆酸镧锂)和AlF3纳米颗粒,提高隔膜的热稳定性和离子电导率。
5. **有机材料掺杂**:通过添加有机溶剂如PEG400和无机纳米材料TiO2,改善膜的结构和性能,使其具有更优异的电导率和电化学性能。
6. **纳米粒子改性**:使用TiO2纳米粒子改性PVDF/PMMA复合薄膜,提高耐候性、抗紫外线性能和剥离强度。
7. **细度控制**:通过控制PVDF粉末的粒径,提高电极浆料的粘附力、内聚力和均匀性,从而增强结构完整性和导电性。
8. **聚合物电解质改性**:通过使用PVDF-HFP作为聚合物电解质的基础,引入PEG和LiMNT改性,提高离子电导率和Li+迁移数,抑制锂枝晶的生长,提高电池的循环性能和倍率性能。
通过这些改性方法,PVDF在锂电池中的应用性能得到了显著提升,包括改善电极与电解液的亲和性、提高离子电导率、增强机械性能和热稳定性等。