无PFAS电池时代：新型锂离子添加剂的关键作用

来自 实验室仪器网

“永久化学品”是被称为PFAS（全氟烷基物质和多氟烷基物质）化学品家族的口语术语，在全球范围内面临着越来越大的监管压力，人们越来越担心其对健康和环境的负面影响。电池行业虽然一直不受早期监管，但现在也因其继续使用PFAS而受到更严格的审查。

在新的《2026-2036年锂离子电池和无PFAS电池添加剂：技术、参与者、预测》报告中，IDTechEx探讨了PFAS在当今电池中的用途，并确定了将颠覆电池材料市场的非PFAS替代品，从而在首批无PFAS电池的商业化中发挥作用。IDTechEx预测，到2036年，非PFAS电池添加剂市场规模将超过20亿美元。

PFAS如何以及为何用于电池？

PFAS是一类高度氟化的合成材料，涵盖近5,000种独特的化学品，应用范围广泛。PFAS材料会对环境和公众健康造成重大危害，其中最普遍的是癌症风险增加、饮用水污染和发育迟缓。尽管如此，PFAS的独特特性意味着它们仍然在各个行业得到广泛应用——IDTechEx的新报告发现，电池行业也是如此。

PFAS材料具有出色的稳定性、导电性和附着力，使其成为锂离子电极粘合剂的理想选择。虽然阳极粘合剂系统已经摆脱了PFAS，但它们仍然广泛用于阴极，其中PVDF（一种PFAS材料）是主要粘合剂。随着电极制造的不断发展和干电极制造工艺的出现，PVDF主要被PTFE（另一种PFAS材料）取代。

PFAS也非常适合用作电解质添加剂，能够增强导电性和稳定性或充当阻燃剂。这里可以使用多种PFAS材料，包括含PFAS的锂盐、有机碳酸盐和氢氟醚，每种材料在电解质配方中都有自己高度定制的功能。

然而，随着人们对PFAS有害影响的认识不断提高，监管的威胁也越来越大。这是在锂离子电池因其在电动汽车和储能中的作用而变得越来越重要的时候发生的。

作为回应，IDTechEx的锂离子电池和无PFAS电池添加剂：技术、参与者、预测报告确定了替代的非PFAS材料和系统，这些材料和系统可用于未来的无PFAS锂离子电池。该报告还重点介绍了开发该技术的主要参与者以及非PFAS材料研究的未来方向。

在粘合剂方面，Leclanche已经宣布从其粘合剂系统中去除PFAS，并且正在探索多种聚合物作为PVDF的替代品。这些范围从合成到生物基，从新型定制聚合物到广泛用于其他商业应用的聚合物。

ID TechEx的新《2026-2036年锂离子电池和无PFAS电池添加剂：技术、参与者、预测》发现，包括聚丙烯酸（PAA）和聚环氧乙烷（PEO）在内的聚合物是领先的非PFAS替代品之一，尽管每种替代品都处于不同的商业化阶段，正如报告中所讨论的那样。在其他地方，Nanoramic和24M等参与者正在开发完全不依赖聚合物的粘合剂系统，这凸显了修复粘合剂中PFAS的各种解决方案。

电解质添加剂也也发生了类似的发展，E-Lyte最近宣布了一种不含PFAS的电解质配方。电解质添加剂的广泛世界确实包括各种非PFAS材料，这些材料在商业上是可行的，可用于不含PFAS的电池。双氧苯甲酸锂（LiBOB）和碳酸乙烯酯（VC）等添加剂已经用于许多电池中，并且只会在后PFAS市场中越来越受到重视。

然而，由于每种电池设计中电解质配方的特殊性，PFAS修复并不像直接替代那么简单。相反，主要材料供应商正在努力开发用于不含PFAS的电解质的专用添加剂，这方面的见解可以在全新的IDTechEx报告中找到。

随着未来监管的威胁越来越近，电池行业正在开发PFAS修复方法。虽然修复很少像直接替代那么简单，但正在开发新的材料，可以在细胞内发挥与等效PFAS材料类似的作用，少数参与者已经接受了这项技术。

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