PVDF-Anwendungsbereiche
Verschiedene Modelle von PVDF-Produkten eignen sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien. Je nach Anwendungsgebiet kann PVDF in Produkte konventioneller Qualität und Lithium-Bindemittelprodukte unterteilt werden. PVDF herkömmlicher Qualität wird in Beschichtungen, Spritzguss, Wasseraufbereitungsfiltermembranen, Photovoltaik-Rückseitenfolien, Membranbeschichtungen und anderen Bereichen verwendet. Lithium-Bindemittel PVDF gehört zum High-End-Produktmodell und ist das am häufigsten verwendete positive Ölbindemittel.
(1) Beschichtungsfeld
PVDF-Beschichtungen können aufgrund ihrer hervorragenden Witterungsbeständigkeit im Außenbereich bis zu 20 Jahre lang verwendet werden. ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit, die Beschichtung kann im Bereich von -60 ℃ ~ 150 ℃ lange verwendet werden; sowie ausgezeichnete Farbbeständigkeit, Korrosions- und Trübungsbeständigkeit, um das wichtigste alternative Material für Keramikfliesen, Tonfliesen und Glasfassaden sowie dekorative Paneele zu werden.
(2) Spritzgussbereich
Die PVDF-Verarbeitungsleistung ist ausgezeichnet und kann durch Spritzgießen verschiedener Arten von Rohren, Ventilen und anderen Kunststoffteilen hergestellt werden. Da PVDF gegenüber Chlor-, Brom- und Halogenverbindungen eine extrem gute Beständigkeit sowie eine hervorragende Verarbeitbarkeit, chemische Beständigkeit, Ermüdung und Kriechfestigkeit aufweist, ist PVDF für petrochemische und andere Industrieanlagen, Flüssigkeitshandhabungssysteme als Ganzes oder die Auskleidung von Ventilen, Pumpen, Rohrverbindungsstücken, Wärmetauschern und Tanks eines der besten Materialien.
(3) Wasseraufbereitungsmembran
Wasseraufbereitungsmembranen sind eine weitere wichtige nachgelagerte Anwendung von PVDF. Im Wasseraufbereitungsprozess wird PVDF hauptsächlich in der Entsalzung, der industriellen Abwasserbehandlung und der kommunalen Abwasserbehandlung sowie in drei anderen Bereichen eingesetzt. Im Vergleich zu anderen Membranprodukten bietet die PVDF-Wasseraufbereitungsmembran in Bezug auf Festigkeit, Reinwasserfluss, Beständigkeit gegen starke Säuren und Laugen, Oxidation, Verschmutzungsbeständigkeit und andere Aspekte der Leistung bestimmte Vorteile.
(4) Photovoltaik-Rückseite
Die Photovoltaik-Rückseite ist eine Schlüsselkomponente des Photovoltaikmoduls. Sie befindet sich auf der Rückseite des Moduls und dient dazu, der Erosion von Licht, Hitze und Feuchtigkeit sowie anderen Umwelteinflüssen auf die Batteriezelle, die Verkapselungsfolie und andere Materialien zu widerstehen und die Rolle einer wetterbeständigen Isolierung zu spielen. Daher sollte die PV-Rückseitenfolie eine gute Beständigkeit gegen UV-Strahlung, hohe und niedrige Temperaturen, Umweltalterung und Wasserdampfbarriere aufweisen, um eine Lebensdauer von PV-Modulen von 25 Jahren und mehr zu erreichen. PVDF ist ein ausgezeichnetes Fluorfolienmaterial für die PV-Rückseite, besser flammhemmend als das herkömmliche PVF-Material, ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit, so dass das PVDF längere Zeit dem Sonnenlicht ausgesetzt werden kann, die Luft sich nicht verschlechtert und die Lebensdauer bis zu 50 Jahre beträgt.
(5) Membranbeschichtung
Mit der Entwicklung von Lithiumbatterien in Richtung größerer Energiedichte und höherer Leistung ist eine leistungsstarke Membranbeschichtung erforderlich, um die Leistung der Batterie weiter zu steigern. Dazu gehören vor allem: Verbesserung der Temperaturbeständigkeit der Membran; Verbinden des Polstücks und der Membran, um den Zusammenbau zu erleichtern; Erhöhung der Benetzbarkeit des Diaphragmas mit dem Elektrolyten, um die Elektrolytretention zu verbessern; und Erhöhung der Sicherheit der Membran für das Hochspannungssystem.
Aufgrund der extrem hohen technischen Anforderungen werden für die Membranbeschichtung nur wenige Materialien verwendet. Zu den gängigen Membranbeschichtungsmaterialien gehören hochreines Aluminiumoxid und Böhmit, aber der Anteil von PVDF und Keramikbeschichtungen nimmt zu.
Die unübertroffene Leistung von PVDF bei der Beschichtung von Batteriemembranen: sorgt für eine perfekte Ausrichtung der Membran- und Elektrodenverbindung zueinander bei der Zellproduktion; bessere Elektrolytbenetzbarkeit im Vergleich zu Polyolefinen; ausgezeichnete Nasshaftung zur Verhinderung einer Zellverformung (kein Phänomen der Grenzflächenablösung); bessere thermische Dimensionsstabilität, insbesondere Haftung auf Keramik; und stellt sicher, dass Trockenhaftung und Nasshaftung nicht gleichzeitig den Widerstand beeinträchtigen. Im Vergleich zu anderen Beschichtungsmateriallösungen bietet PVDF eine hervorragende Elektrolytlöslichkeit, verhindert wirksam das Verstopfen von Membranlöchern und erhält den niedrigen spezifischen Widerstand und die Gesamtleistung der Batterie aufrecht.
Derzeit gibt es je nach Lösungsmittel wasserbasierte PVDF-beschichtete Membranen und ölbasierte PVDF-beschichtete Membranen.
(6) Haftvermittler für Lithiumbatterien
Bindemittel ist eines der wichtigsten Komponentenmaterialien des Polstücks einer Lithiumbatterie. Es handelt sich um eine Polymerverbindung, die das Leitmittel und die aktive Substanz im Polstück am Elektrodenkollektor haftet, wodurch der Kontakt zwischen Leitmittel, Aktivsubstanz und Kollektor verbessert und die Struktur des Polstücks stabilisiert wird. Es handelt sich um ein zusätzliches Material mit hohem technologischen Anteil in den Materialien der Lithiumbatterie.
Lithiumbatterien verwenden in der Regel organische Lösungsmittel als Elektrolyt und arbeiten mit hoher Spannung, sodass hohe Leistungsanforderungen an das verwendete Bindemittel gestellt werden. Da PVDF eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und chemische Stabilität aufweist, kann es der Erosion polarer organischer Lösungsmittelelektrolyte wirksam widerstehen und weist gleichzeitig eine gute Bindungsleistung auf. Daher wird es häufig in Anodenbindemitteln für Lithiumbatterien verwendet und der aktuelle Anteil kann 90 % erreichen.
Gegenwärtig ist die Produktionstechnologie für PVDF herkömmlicher Qualität relativ ausgereift und es gibt fast keine technischen Hindernisse, während die Produktionstechnologie für Lithium-Binder-PVDF anspruchsvoller ist und nur wenige Unternehmen sie beherrschen und über Massenproduktionskapazitäten verfügen. Aufgrund hoher technischer Hürden sind nur wenige PVDF-Modelle in der Lage, von Batterieherstellern verifizierte Lithium-Binder-PVDF-Produkte in Massenproduktion herzustellen. Im Jahr 2021 wird Chinas jährliche Produktionskapazität für Lithium-Binder-PVDF voraussichtlich nur 19.000 Tonnen/Jahr betragen.
Herkömmliche PVDF-Produkte auf Homopolymerisationsbasis können die Anforderungen von Lithiumbatterie-Bindemitteln nur schwer erfüllen. Spezifische Leistung: Die einfache Kristallisation erschwert die Zirkulation der Elektrolytmoleküle und führt zu einer Erhöhung des Lade- und Entladevermögens. Der Unterschied zwischen Schrumpfungsrate und Kollektorschrumpfungsrate ist groß, der Wirkstoff lässt sich leicht vom Kollektor abziehen. Das Molekulargewicht reicht nicht aus, um zu einer unzureichenden Bindungsfähigkeit zu führen, und so weiter. Daher wird das Lithiumbindemittel PVDF im Allgemeinen als PVDF-Homopolymermodifikation ausgewählt, um das Problem der Verringerung der Kristallinität, der Verbesserung der Bindung, der geeigneten Molekularmasse und der Löslichkeit des Elektrolyten zu lösen.
