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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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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

MyTavel

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【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)
引用回帖:
14楼: Originally posted by 天空云见 at 2014-08-15 15:00:29
LZ= =。。你是哪个学校的= =？？怎么和咱的毕设题目一样。。

o(╯□╰)o，做这个的人大把大把，你是硕士还是本科？

[ 发自小木虫客户端 ]
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16楼2014-08-15 17:28:44
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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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【答案】应助回帖

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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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4楼2014-08-14 09:43:43
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happy308

木虫 (正式写手)
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4楼: Originally posted by MyTavel at 2014-08-14 09:43:43
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...

哦哦，但是容量不应该主要是与活性物质有关么，活性物质容量大就大，怎么会出现换个粘结剂容量差别这么大呢？觉得很不可思议，而且从结果来看似乎还是用PVDF可靠些，但是文献中水系又大部分都采用PTFE做粘结剂，好惆怅~~
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5楼2014-08-14 10:13:36
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5楼: Originally posted by happy308 at 2014-08-14 10:13:36
哦哦，但是容量不应该主要是与活性物质有关么，活性物质容量大就大，怎么会出现换个粘结剂容量差别这么大呢？觉得很不可思议，而且从结果来看似乎还是用PVDF可靠些，但是文献中水系又大部分都采用PTFE做粘结剂，好 ...

。多做几组吧
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6楼2014-08-14 10:17:02
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wyx411

木虫 (著名写手)
好贴，我也困惑这些疑问呢

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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7楼2014-08-14 10:46:32
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happy308

木虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by MyTavel at 2014-08-14 10:17:02
。多做几组吧...

PTFE的前前后后测过十多组了，都差不多呀~~~
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8楼2014-08-14 12:11:46
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happy308

木虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by wyx411 at 2014-08-14 10:46:32
好贴，我也困惑这些疑问呢

层主莫非也做这个》？？可以多交流交流呀~是不是遇到了同样的问题
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9楼2014-08-14 12:12:47
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lfang

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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happy308: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢啦~嘿嘿 2014-08-18 07:29:49
每一种粘结剂的最优工艺是不一样的。比如活性炭：炭黑：粘结剂=8：1：x，PTFE的x最优值在0.8，PVDF的x最优值在1.2，那你选择1两者比较肯定有好有坏，但是不能讲那种就不能用。两者化学性质不同，在浆料中微结构不同，可能会使电极表现出不同形貌结构。也有可能有更深层的原因。
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10楼2014-08-14 20:53:19
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