從“關(guān)鍵粘合劑”到“被挑戰(zhàn)者”：PTFE在固態(tài)電池競賽中的角色演變

 電池制造車間里，隨著輥壓機發(fā)出低沉的轟鳴，一層層超薄固態(tài)電解質(zhì)膜被精確地卷繞成卷，為電動車提供著比傳統(tǒng)電池高出一倍的能量密度。 今年6月，三星在韓國天安工廠建設的試驗生產(chǎn)線上，工程師們正驗證一種基于聚四氟乙烯（PTFE）干法電極技術(shù)的全新電池制造工藝。這種技術(shù)使用PTFE作為核心粘合劑，通過纖維化過程制造出支撐活性物質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的電極片。 隨著全球?qū)虘B(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的加速布局，曾經(jīng)默默無聞的PTFE——這種在工業(yè)領(lǐng)域常見的聚合物，如今已成為固態(tài)電池競賽中的關(guān)鍵材料。01 工藝革新在傳統(tǒng)的濕法電池制造中，漿料制備需要大量有機溶劑，而固態(tài)電池中的硫化物電解質(zhì)恰恰與這些溶劑反應性較高。干法工藝則完全不同，它在制造復合正極和電解質(zhì)薄膜時完全不使用溶劑，成為解決這一難題的關(guān)鍵路徑。PTFE以其獨特的物理特性成為干法工藝的首選粘合劑。在施加壓力和剪切力時，PTFE會形成纖維狀結(jié)構(gòu)，這些纖維相互纏繞，形成支撐活性材料和導電劑的層狀網(wǎng)絡。這種“原纖化”過程使得電極材料能夠均勻分散，形成牢固的薄膜結(jié)構(gòu)。正是這一特性，讓PTFE在固態(tài)電池干法電極制造中占據(jù)了難以替代的位置。02 短板顯現(xiàn)   PTFE的局限性隨著固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展逐漸暴露。作為絕緣聚合物，它無法主動參與鋰離子的傳導過程，這在追求更高性能的固態(tài)電池中成為一個明顯短板。此外，PTFE提供的界面粘合力有限，無法確保活性材料、固體電解質(zhì)和導電碳之間始終保持良好的界面接觸，這會影響電池的長期循環(huán)穩(wěn)定性。對于厚度僅有25-35微米的超薄電解質(zhì)膜來說，材料的機械性能至關(guān)重要，而PTFE制備的電解質(zhì)復合膜在柔韌性和應力耗散方面仍有提升空間。03 改進突破 面對PTFE的局限性，全球科研團隊正在探索改良與替代方案。韓國某大學的研究人員嘗試使用一種鋰離子導電離聚物作為粘結(jié)劑，即聚（四氟乙烯-共-全氟（3-氧代-4-戊烯磺酸））鋰鹽。這種材料結(jié)合了PTFE的工藝優(yōu)勢與鋰離子傳導能力，能夠確保復合正極各組分之間具有良好的界面接觸，同時促進鋰離子的傳輸。中國科學院的研究團隊則采用了另一種創(chuàng)新方案。他們利用熔融粘結(jié)技術(shù)，將低粘度的熱塑性聚酰胺（TPA）與硫化物電解質(zhì)混合，構(gòu)建聚合物滲透網(wǎng)絡。這種方法制備的超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜厚度可控制在25微米以下，同時具備優(yōu)異的柔韌性和離子電導率（2.1 mS/cm）。04 替代探索TPA相較于PTFE展現(xiàn)出多重優(yōu)勢。通過熱壓成型誘導TPA在硫化物顆粒間隙滲透，研究團隊構(gòu)建了完整的聚合物逾滲網(wǎng)絡。這種結(jié)構(gòu)不僅能實現(xiàn)超薄成膜，還能有效耗散電池運行過程中產(chǎn)生的不均勻內(nèi)應力，降低機械失效風險。在實際應用中，基于TPA熔融粘結(jié)技術(shù)的全固態(tài)電池表現(xiàn)出色循環(huán)性能。適配純硅負極的全電池可循環(huán)2000次，在高負載情況下經(jīng)過9200小時、1400次循環(huán)后，面容量仍保持在2.5 mAh·cm-2以上。當正極材料載量提升至53.1 mg·cm-2時，電池能量密度超過390 Wh/kg和1020 Wh/L。05 產(chǎn)業(yè)動向全球電池企業(yè)已積極布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。三星選擇PTFE干法電極技術(shù)作為降低制造成本、提升量產(chǎn)速度的競爭手段。該公司認為，這種工藝具有工藝縮短、設備精簡和厚膜化的潛力，正不斷提升量產(chǎn)成熟度。特斯拉、比亞迪、寧德時代、LG新能源等行業(yè)巨頭也都在積極導入干法電極技術(shù)。中國設備制造企業(yè)已推出第三代干法攪拌纖維化與干法成膜的全固態(tài)工藝，并成功向頭部客戶交付固態(tài)極片涂覆設備。行業(yè)預測，固態(tài)電池行業(yè)將在2025年下半年至2026年上半年進入中試線落地關(guān)鍵期，2027年有望開啟小規(guī)模量產(chǎn)裝車。當三星試驗生產(chǎn)線上基于PTFE干法工藝的驗證工作持續(xù)推進時，德國電池實驗室的研究員發(fā)現(xiàn)，使用聚酰胺替代PTFE的固態(tài)電池在針刺測試后僅僅表面溫度上升了3.2攝氏度。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，全球已有至少七家主流設備制造商推出了針對固態(tài)電池干法電極的專用設備解決方案。固態(tài)電池的能量密度已突破600Wh/kg，這意味著搭載這種電池的電動汽車續(xù)航里程可能輕松突破1000公里。

新一代制冷劑突破：三氟乙烯與乙烯共聚物引領(lǐng)環(huán)保冷卻技術(shù)變革

高溫酷暑中，我們依賴空調(diào)獲取清涼，而支撐這份清涼的制冷劑技術(shù)正在靜默進化。一種基于三氟乙烯和乙烯共聚物的新型制冷劑材料，正悄然推動第五代制冷劑的技術(shù)變革。作為三氟氯乙烯下游重要衍生物，這種環(huán)保制冷劑因其零臭氧破壞潛值（ODP）和極低的全球變暖潛值（GWP)，成為替代現(xiàn)有高GWP制冷劑的有力候選。隨著歐盟新版F-gas法規(guī)的實施和《基加利修正案》的推進，全球制冷行業(yè)正加速向環(huán)保低碳轉(zhuǎn)型。01 螢石產(chǎn)業(yè)鏈：氟化工的“隱形基石”螢石，這種看似平凡的礦石，正是整個氟化工產(chǎn)業(yè)的起點，被稱為氟化工領(lǐng)域的“稀土”。作為不可再生的戰(zhàn)略資源，螢石經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化為氫氟酸，成為氟化工產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵中間體。從氫氟酸出發(fā)，產(chǎn)業(yè)鏈分為兩大分支：一類是制冷劑、六氟磷酸鋰等無機氟化物，另一類則是PTFE、PVDF等氟聚合物。三氟氯乙烯在這一產(chǎn)業(yè)鏈中扮演著承上啟下的關(guān)鍵角色，成為連接基礎氟化工與高端含氟聚合物的橋梁。而三氟乙烯與乙烯的共聚物，正是三氟氯乙烯下游高附加值產(chǎn)品之一，代表了氟化工從基礎原料向高端材料升級的重要方向。02 環(huán)保使命：制冷劑代的演進從最初有毒可燃的氨和二氧化硫，到CFCs（氯氟烴）的出現(xiàn)，制冷劑技術(shù)已走過四個代際。每個代際的更迭，都圍繞著安全與環(huán)保兩大主題。第一代制冷劑如二氧化硫、氨等，雖高效但存在安全隱患；第二代CFCs制冷劑穩(wěn)定安全，卻被發(fā)現(xiàn)對臭氧層造成嚴重破壞。第三代HCFCs（氫氯氟烴）和第四代HFCs（氫氟烴）雖然在臭氧層破壞問題上有所改進，但仍具有較高的全球變暖潛值。目前，研發(fā)界的焦點已轉(zhuǎn)向第五代制冷劑——ODP為零且GWP極低的解決方案。三氟乙烯（R-1123）正是這一代際更迭中的佼佼者。研究表明，這種物質(zhì)具有零ODP和超低GWP，使其成為下一代空調(diào)系統(tǒng)的潛在候選者。03 材料特性：三氟乙烯與乙烯共聚物的優(yōu)勢三氟乙烯與乙烯共聚物作為一種新型氟聚合物材料，在制冷劑領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。這種共聚物繼承了含氟化合物的穩(wěn)定性，又通過分子設計優(yōu)化了性能。在安全性方面，相關(guān)研究顯示，即使在高濃度條件下，三氟乙烯也未表現(xiàn)出明顯毒性反應。一項針對SD大鼠的吸入暴露實驗發(fā)現(xiàn)，濃度高達200,000 ppm的三氟乙烯未引起實驗動物的臨床體征或組織病理學變化。熱穩(wěn)定性與抗分解能力也是該材料的一大亮點。通過添加特定抑制劑，研究人員已能有效抑制三氟乙烯的歧化反應，提升其使用安全性。三氟乙烯與乙烯的共聚物還具有良好的溶解性和傳熱特性，適合在自動復疊制冷系統(tǒng)等高效能冷卻裝置中應用。04 混合創(chuàng)新：多元共混的應用策略在實際應用中，三氟乙烯通常不作為單一組分使用，而是與其他制冷劑形成混合體系，以平衡性能、安全與環(huán)保多項指標。R-1123與R-32、R-1234yf、R-290的混合體系，是目前最有前景的組合之一。科研人員已開發(fā)出針對這些混合物的精確模型，能夠可靠預測其在寬溫壓范圍內(nèi)的熱力學性質(zhì)。這些模型的典型不確定性極低——液體密度僅0.3%，蒸汽密度1.5%，泡點壓力1%（k=2），為系統(tǒng)設計提供了可靠依據(jù)。在更深冷的應用領(lǐng)域，科學家還探索了包括1，1-二氟乙烯、2，3，3，3-四氟-1-丙烯在內(nèi)的多元混合制冷劑，適用于-100℃至-150℃的深冷溫區(qū)。這些混合制冷劑的GWP值均低于150，符合最新的環(huán)保要求。05 行業(yè)響應：從實驗室到市場面對迫在眉睫的環(huán)保法規(guī)和市場需求，全球制冷行業(yè)正積極布局新一代制冷技術(shù)。2025年10月在北京舉辦的汽車行業(yè)空調(diào)制冷劑論壇，匯聚了來自政府、學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的代表，共同探討制冷劑替代技術(shù)路徑。論壇上，專家們強調(diào)，隨著《中國履行〈關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書〉國家方案（2025—2030年）》的發(fā)布，綠色低碳制冷技術(shù)的創(chuàng)新已成為國家戰(zhàn)略的重要組成部分。在產(chǎn)業(yè)層面，一些化工企業(yè)已經(jīng)開始調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，逐步減少高GWP值制冷劑的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向更環(huán)保的替代品。歐盟新版F-gas法規(guī)已于2024年發(fā)布，自2026年1月1日起，出口到歐盟的冰箱將禁止使用含氟物質(zhì)，這一規(guī)定加速了全球制冷劑替代進程。06 挑戰(zhàn)與未來：產(chǎn)業(yè)化之路盡管三氟乙烯與乙烯共聚物在實驗室展現(xiàn)出優(yōu)異性能，但其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨挑戰(zhàn)。材料相容性是工程應用的一大瓶頸。制冷劑需要與系統(tǒng)的壓縮機、潤滑劑等部件良好配合，才能確保長期穩(wěn)定運行。研究表明，三氟乙烯與聚乙烯醚（PVE）等潤滑劑的溶解性差異，會直接影響系統(tǒng)性能和可靠性。成本壓力也是產(chǎn)業(yè)化必須考慮的因素。三氟乙烯的合成與純化工藝復雜度較高，導致其價格高于傳統(tǒng)制冷劑。不過，隨著工藝優(yōu)化和規(guī)模化生產(chǎn)，這一障礙有望逐步緩解。未來，隨著電子、汽車、家電等行業(yè)對環(huán)保制冷劑需求的增長，三氟乙烯與乙烯共聚物的應用前景將更加廣闊。

常州嘉遠參加安徽新能源材料大會 把脈行業(yè)趨勢助力技術(shù)布局

近日，2025安徽（淮北）新能源材料及高端精細化學品產(chǎn)業(yè)大會圓滿落幕。常州嘉遠作為積極的參會者，派代表出席了本次行業(yè)盛會，與業(yè)界同仁共同探討“十五五”期間化工與新材料的未來路徑。本次大會聚焦產(chǎn)業(yè)高端化與綠色發(fā)展，詳細解讀了新能源材料、高端精細化學品等領(lǐng)域的政策導向與市場前景。會議期間，常州嘉遠代表重點關(guān)注了鋰離子電池硅碳負極材料、石墨烯應用、PVDF等關(guān)鍵材料的技術(shù)報告與市場分析，并與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、科研專家進行了深入的交流，精準把脈前沿技術(shù)動態(tài)與市場競爭格局。通過參與此次大會，常州嘉遠深入了解了行業(yè)在提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動技術(shù)創(chuàng)新方面的最新要求。公司代表表示，本次參會收獲頗豐，為公司在新能源材料領(lǐng)域的后續(xù)技術(shù)規(guī)劃與市場策略提供了重要參考。未來，常州嘉遠將持續(xù)關(guān)注行業(yè)高端化、低碳化趨勢，積極融入產(chǎn)業(yè)合作生態(tài)，推動公司發(fā)展與市場同頻共振。

供需拉鋸戰(zhàn)：六氟磷酸鋰“有價無市”，市場博弈進入白熱化

六氟磷酸鋰價格繼續(xù)大幅上漲，場內(nèi)貨源緊張，低價定價基本為前期訂單，現(xiàn)貨不進行低價成交。原料碳酸鋰期貨當日震蕩，主要鋰礦企業(yè)對碳酸鋰市場持有看多觀點，產(chǎn)業(yè)鏈情緒看多觀點逐步釋放，主流核心訂單尚未更新，當前企業(yè)封盤不報趨勢為主，受儲能需求增速影響，當前鋰鹽企業(yè)交貨壓力持續(xù)增大，市場價格繼續(xù)攀升。目前成交價已大幅提升。需求端呈現(xiàn)顯著增長，上下游頭部企業(yè)對長協(xié)訂單仍在進行協(xié)商，雙方對價格互不讓步，相關(guān)簽單活動后移。市場散單價格變化快速，漲勢強勁。部分企業(yè)受制于產(chǎn)能規(guī)模或產(chǎn)線停工，短期增產(chǎn)空間不大；另有企業(yè)因前期長期虧損，對大幅增產(chǎn)持謹慎態(tài)度，僅適度提升產(chǎn)量。原料氟化鋰價格隨行跟漲，儲能與動力領(lǐng)域需求保持強勁，對于核心主要企業(yè)訂單采購成交有望在散水提升之下陸續(xù)走高，當前市場進入情緒博弈關(guān)鍵時期，對六氟磷酸鋰市場長期堅挺觀點依舊持有謹慎態(tài)度，但長期需求增速依舊持續(xù)看好。