PVDF基固态电解质具有优异的化学稳定性、高介电常数、较宽的电化学窗口等特点,是理想的固态聚合物电解质材料。固态聚合物电解质是下一代高能量密度锂金属电池的核心材料,产业化前景广阔。
PVDF基固态电解质是指以聚偏氟乙烯(PVDF)或其共聚物为基体,通过引入锂盐及各类无机/有机填料,经溶液浇铸、静电纺丝或热压复合等工艺制备而成的一类离子导电聚合物膜材料。
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种含氟高分子材料,具有优异的耐高温性、耐腐蚀性、压电性、介电性及机械强度,可用于生物医药、新能源、电子电器、化工防腐等领域,生产企业包括阿科玛、内蒙三爱富、东岳化工、华安新材等。由于锂电需求爆发,2025年我国锂电级PVDF需求量同比增长超65%,预计2026年锂电级PVDF需求量将达10万吨以上。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年PVDF基固态电解质行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,PVDF基固态电解质制备方法包括静电纺丝法、原位固化法、溶液浇筑法、卷对卷法等。在实际制备中,可根据特定需求选择合适的制备方法,如卷对卷法更适合大规模工业生产,静电纺丝法不适合大规模生产,但可得到具有三维骨架的PVDF基聚合物固态电解质膜。
固态电解质是决定固态电池容量性能的关键材料,关键性能包括离子电导率、锂离子迁移数、界面稳定性、机械强度等。相较于氧化物和硫化物路线,PVDF基固态电解质更易与现有锂电产线兼容,且兼具加工性、柔性等优势。在固态电池产业化初期,PVDF基固态电解质是较具落地可能性的技术方向之一。
近年来,哈工大、清华大学、复旦大学、华中科技大学、大连化学物理研究所、大连理工大学等科研力量持续进行PVDF基固态电解质技术攻关,为其产业化奠定了技术基础。如大连理工大学贺高红/齐新鸿团队提出化学驱动PVDF分子构象重排全新策略,从分子层面突破PVDF基固态电解质“高导电–高稳定”难以兼得的核心瓶颈。
新思界
行业分析人士表示,我国拥有多项PVDF基固态电解质技术专利,包括浙江智邦锂电新材料有限公司(其年产1.1万吨固态电解质项目即将投产)的一种高性能PVDF基固态电解质材料及其制备方法、山东创鲁先进电池科技有限公司的一种PVDF基有机-无机复合聚合物固体电解质及其制备方法和应用等。
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