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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 同一种材料用PTFE和PVDF两种不同粘结剂对电容性能影响真的很大吗？
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happy308

木虫 (正式写手)

[求助] 同一种材料用PTFE和PVDF两种不同粘结剂对电容性能影响真的很大吗？ 已有3人参与

最近在做活性炭材料超级电容器，目前只测了水系的性能。具体配料及测试条件如下：
1. 活性炭：炭黑：PTFE=8：1：1，集流体用的泡沫镍，是将浆料碾压成薄片后压在泡沫镍上做成的电极片，电解质溶液用6M KOH，参比用的Hg/HgO,对电极用铂片。
2. 活性炭：炭黑：PVDF=8：1：1，集流体用的泡沫镍，是将浆料直接涂在泡沫镍上做成的电极片，电解质溶液用6M KOH，参比用的Hg/HgO,对电极用铂片。

测试结果如下，现在问题是：
1. 用PVDF作粘结剂时测出来的比容量只有用PTFE测试出来容量的一般，从下面的图中也可以看出充放电时间有明显差异。
2. 用PTFE做粘结剂时IR降很明显，下面两图都是在0.5A/g的电流密度下测试的，PTFE的IR降都快0.2V了，如果电流密度增大到2A/g根本就惨不忍睹，但用PTFE作粘结剂时就不存在这种情况，电流密度到5A/g时IR降都很小。
3. EIS测试结果也有明显差异。
按理说应该是活性材料的性能占主导作用，但是现在似乎粘结剂对结果造成的影响太大了。不知道该怎么分析这种差异呢？哪个测试结果比较可信？

同一种材料用PTFE和PVDF两种不同粘结剂对电容性能影响真的很大吗？
PTFE粘结剂测试结果.jpg


同一种材料用PTFE和PVDF两种不同粘结剂对电容性能影响真的很大吗？-1
PVDF测试结果.png


同一种材料用PTFE和PVDF两种不同粘结剂对电容性能影响真的很大吗？-2
PTFE-EIS.jpg


同一种材料用PTFE和PVDF两种不同粘结剂对电容性能影响真的很大吗？-3
PVDF-EIS.png
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1楼 2014-08-14 09:04:50
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louderbe

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
13楼: Originally posted by happy308 at 2014-08-15 14:13:53
有专门研究成膜机理的吗？我只是拿过来用，当时也没考虑那么多，PVDF用于水系可以吗？或者您有没有相关的文献可供参考～谢谢
...

PVDF 不能用于水体系，使用粘结剂有一个基本要求，就是粘结剂本身能够较好的溶解或者分散在体系中。文献貌似挺多的诶，之前看过一篇锂电的文章，对比了PVDF CMC LBR SA等粘结剂的文章。LZ可以搜搜看
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it'sjustagame
19楼2014-08-17 10:08:40
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MyTavel

荣誉版主 (文坛精英)

主席

优秀版主

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
happy308: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢帮助~ 2014-08-18 07:29:23
粘结剂是有一定影响的 ！PTFE即聚四氟乙烯是油性的，不会溶解在溶剂中，一般是乳液状态，其成分比较复杂，使用PTFE有利于电性能，通常是实验室用来做模拟电池的，正常生产都是用PVDF，粘结效果好，分散好，但缺点是价格昂贵、怕水、味道大并且有毒！在排除人为因素影响后，PTFE性能好也属正常
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happy308
不要欺负我这种长得好看又老实的人
2楼2014-08-14 09:24:19
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happy308

木虫 (正式写手)
送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by MyTavel at 2014-08-14 09:24:19
粘结剂是有一定影响的 ！PTFE即聚四氟乙烯是油性的，不会溶解在溶剂中，一般是乳液状态，其成分比较复杂，使用PTFE有利于电性能，通常是实验室用来做模拟电池的，正常生产都是用PVDF，粘结效果好，分散好，但缺点是 ...

谢谢您的帮助！但是关键是用PTFE除了容量高点，其他的性能都惨不忍睹呀，IR降太大，而且从EIS曲线来看内阻也不是一般的大，用PVDF反倒不存在这种情况。PTFE有利于电性能的意思是有利于导电还是？
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3楼2014-08-14 09:29:37
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MyTavel

荣誉版主 (文坛精英)

主席

优秀版主

【答案】应助回帖

引用回帖:
3楼: Originally posted by happy308 at 2014-08-14 09:29:37
谢谢您的帮助！但是关键是用PTFE除了容量高点，其他的性能都惨不忍睹呀，IR降太大，而且从EIS曲线来看内阻也不是一般的大，用PVDF反倒不存在这种情况。PTFE有利于电性能的意思是有利于导电还是？...

PTFE乳液纤维化形成的网络可以非常好的容纳活性物质 ，可能是结构的原因而容量大，而其他的性能PVDF好些
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不要欺负我这种长得好看又老实的人
4楼2014-08-14 09:43:43
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