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，就存在“手滑”纏不住的情況。從這個角度出發(fā)，回天的材料學(xué)家們在設(shè)計1206L負(fù)極膠的時候也就同時設(shè)計出了兩條技術(shù)路線有其中一個是將線性的 PAA分子鏈橫向交聯(lián)起來，構(gòu)建起一個3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);而另一個，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，這個烘干的時間長達6小時，而且期間的溫度可以達到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間進行了有效再利用，在不增加用戶成本的情況下就提升了硅基負(fù)極的機械強度!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械強度的影響最大，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)塊團聚，這會造成負(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矛盾,首先它的分子量高達100萬，和目前主流的PAA比起來高出了30%;同時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)步向前的又一個例證!
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