首頁(yè) >> 公司動(dòng)態(tài) >> 綠色賦能 | 鋰電新材料分子量測(cè)定（GPC）分析解決方案
引言
鋰離子電池作為現(xiàn)代能源存儲(chǔ)的核心技術(shù),，其性能依賴于電極材料的質(zhì)量和穩(wěn)定性,。粘結(jié)劑在電極制備中起著關(guān)鍵作用,，通過(guò)穩(wěn)定活性材料、降低內(nèi)阻和改善電解液浸潤(rùn)性,，顯著影響電池循環(huán)壽命和效率,。傳統(tǒng)工藝采用的聚偏氟乙烯（PVDF）因其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和粘結(jié)性能占據(jù)正極粘結(jié)劑 90% 以上，但其應(yīng)用過(guò)程中還需要使用易爆,、對(duì)環(huán)境不友好的有機(jī)溶劑,，如N-甲基毗咯烷酮（NMP），目前歐盟已出臺(tái)相關(guān)政策限制使用NMP,；同時(shí)因供需短缺,，PVDF自2021年下半年價(jià)格一路上漲，因此材料企業(yè),、電池企業(yè)正在積極開發(fā)價(jià)格更為低廉,、更為環(huán)保、性能同樣優(yōu)異的水性粘結(jié)劑替代油性PVDF,。
近年來(lái),，羧甲基纖維素（CMC）作為一種水性粘結(jié)劑逐漸受到關(guān)注，除了使用成本更低,、易于生物降解外,，因其水溶性更好，可降低電池制造過(guò)程中的有機(jī)溶劑使用量,，對(duì)環(huán)境更加友好,；同時(shí)在某些條件下，CMC與硅基負(fù)極材料可表現(xiàn)出更好的相容性,，進(jìn)而改善電極的機(jī)械性能和循環(huán)穩(wěn)定性,。
GPC 技術(shù)
凝膠滲透色譜法（GPC）是一種基于分子大小分離的色譜技術(shù)，最初由 Moore 等人于 1964 年開發(fā),，用于分析高分子物質(zhì)的分子量分布,，GPC 通過(guò)多孔固定相（通常為凝膠）分離樣品分子，分子量較大的物質(zhì)因無(wú)法進(jìn)入小孔徑而首先流出,，分子量較小的物質(zhì)則因進(jìn)入孔隙滯留時(shí)間較長(zhǎng)而后流出。
在鋰電池領(lǐng)域,，GPC 特別適合分析粘結(jié)劑如 PVDF 和 CMC 的分子量及其分布,。PVDF 和 CMC 的分子量分布直接影響電極的機(jī)械穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。GPC 通過(guò)與檢測(cè)器（如示差折光檢測(cè)器,，RID）結(jié)合,，可以獲得樣品的數(shù)均分子量 Mn 和重均分子量 Mw）及多分散性指數(shù)（PD = Mw/Mn）。
CMC分子量測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法與條件
• 液相系統(tǒng)：Vanquish Core HPLC
• 檢測(cè)器：示差折光檢測(cè)器 (RID),，溫度設(shè)置為 50°C,，采集頻率為 5 Hz
• 流動(dòng)相：0.2 M NaNO? + 0.01 M NaH?PO?,，pH = 7.0，等度洗脫
• 儀器校準(zhǔn)：使用一系列對(duì)照品校準(zhǔn)溶液,，確定分子量與保留時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)曲線,。
• 數(shù)據(jù)采集與分析：結(jié)合變色龍軟件的GPC功能計(jì)算 Mn、Mw 和 PD,。
CMC分子量測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果
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PVDF分子量測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法與條件
• 液相系統(tǒng)：Vanquish Core HPLC配正相色譜套件
• 檢測(cè)器：示差折光檢測(cè)器 (RID),，溫度設(shè)置為 50°C，采集頻率為 5 Hz
• 流動(dòng)相：N-甲基吡咯烷酮（NMP）,，等度洗脫
• 儀器校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)采集與分析：同CMC,。
PVDF分子量測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果
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結(jié) 論
GPC 技術(shù)憑借其高分辨率與良好的重復(fù)性，已成為鋰電新材料分子量測(cè)定的關(guān)鍵工具,。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)材料PVDF 與新材料 CMC 的分子量分布進(jìn)行精確分析,，不僅能輔助優(yōu)化電極設(shè)計(jì)，也為新型環(huán)保水性粘結(jié)劑的開發(fā)與應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)支持,。
依托 Thermo Fisher Vanquish 系列液相色譜系統(tǒng),、示差檢測(cè)器以及方便快捷的變色龍軟件GPC 數(shù)據(jù)處理流程，企業(yè)可實(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑分子量的標(biāo)準(zhǔn)化,、高效化分析,，助力鋰電池材料研發(fā)邁向綠色、智能的新階段,。
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