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化工原料常见问题

NMP在锂离子电池生产中,起到什么作用

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NMP属于氮杂环化合物,具有一系列优异的物理、化学性质,是一种无毒性、沸点高、极性强、粘度低、腐蚀性小、溶解度大,挥发度低,稳定性好,易回收的高效选择性溶剂。广泛应用于石油化工、农药、医药、电子材料等领域。  

NMP是生产锂离子电池电极非常重要的辅助材料,在锂离子电池前段配料过程中最普遍被使用的溶剂,学名叫N-甲基吡咯烷酮,分子式C5H9NO,是最常用的锂电池辅材之一。  

通常,锂电辅材主要包括溶剂和粘结剂,溶剂的主要作用是溶解正负极活性物质,而粘结剂的主要作用是将活性物质粘结在集流体上,辅材用量一般为2%-5%,跟正极、负极、电解液和隔膜比起来,成本占比较小,但作用不可忽视。  

其中PVDF(聚偏氟乙烯)是最常用的正极粘结剂,NMP是最常用的溶剂,两者者通常搭配使用。  

NMP能与水、PVDF、正、负极材料等物质互溶,因此被广泛运用于锂电池制备中,制作电极片时,NMP作为溶剂,可以将粘结剂、正极活性物质、导电剂等各种电极所需物质融合在一起,使粘结剂与其他物质充分接触,均匀分布。  

在配料阶段:作为PVDF溶剂,参与浆料分散,形成介质均匀,在一定粘度范围内长时间保持稳定的浆料。  

在涂布阶段:作为浆料的主要液体载体,以稳定的厚度均匀涂敷在金属基材上,要求和金属基材有非常好的润湿性和流动性。  

在涂布烘烤阶段:湿膜在烘箱中匀速运行,溶剂有规律性挥发,NMP承担造孔功能,NMP以稳定的速度从湿膜中挥发,形成孔径均匀,分布均匀的多孔微电极结构。  

因此,NMP质量会直接地影响锂离子电池拉浆涂布质量。  

在制备锂电池时,NMP主要用作正极材料溶剂,锂电池简要结构和NMP在锂电池中应用场景如下所示:  

1.png 

如下为聚合物锂离子电池生产工艺流程。  

2.png  

NMP除在锂电行业应用,在其他领域的使用还包括:  

高分子行业:NMP作为对位芳纶缩聚反应溶剂存在。  

绝缘材料行业:NMP在绝缘材料行业中用于聚酰亚胺漆的反应和稀释溶剂。  

电子材料行业:NMP在电子材料上用于IC、PCB、LED、半导体清洗,以超纯电子化学品为主。  

石油化工:如丁二烯抽提、异戊二烯萃取、合成气的脱硫、乙炔的回收、润滑油精制等。  

详细的作用机理待进一步深入讨论。


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