——NMP一直在被计划取代，但一直未成功！

智慧丰泽&泽晟新材生产供应的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶剂，是新能源行业中的动力电池（锂电池）制备过程中，正极材料中常用到的有机溶剂。但由于NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）溶剂被欧盟认为是对人体有害的，从而在一些国家的使用上受到了限制。

为此，智慧丰泽&泽晟团队研发生产了配套使用的NMP回收设备（根据电池厂的具体需求而量身定制）。不仅可以避免NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）废液流入环境中（环保），还能避免工作人员意外接触到NMP废液（保护员工健康），更能为电池厂节省不必要的开支（废液可以回收并提纯再利用）。一石三鸟！

但即使是这样，还是有不少实验室致力于寻找可替换NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）的有机溶剂。编辑今天就与大家一起盘点一下，这些年蠢蠢欲动想要取代NMP的溶剂。

*有哪些溶剂企图要顶替NMP的江湖地位？！

二甲基甲酰胺（DMF）【内容来自于网络，具体出处不可考证】

编辑通过搜索了解到，DMF是其中一个被研究来替换NMP的溶剂。为什么呢？

因为DMF拥有较低的沸点和较高的着火点，可显著降低电极干燥所需的能耗，提高生产过程的安全性。

此外，DMF较低的表面张力和粘度，能够改善集流体的润湿性，提高正极浆料中固体材料的浓度。

咋一看，DMF确实是一款不错的溶剂。

为了验证DMF作为NMP替代品的适用性，芬兰奥卢大学的Rafal Sliz等人，使用丝网印刷技术，以NMC523和NMC88 （NMC：LiNixMnyCozO2）为活性物质，对DMF溶剂进行研究。

研究结果表明，DMF可以在不影响电池性能的情况下，有效取代NMC正极制造工艺中常用的NMP溶剂。

重点在这里：使用NMP刮刀涂覆和DMF丝网印刷的电池，经过1000次循环后，NMC523和NMC88电池的容量保持率为87%和90%。

此外，使用低沸点DMF溶剂代替NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）可以将电池的干燥能耗降低四倍，从而实现更环保的电池生产过程。

但实际上，现在有电池厂使用DMF溶剂替换了NMP溶剂了吗？还未可知，如果有知情者，欢迎留言。

绿色的溶剂二氢左旋葡萄糖苷（Cyrene）（来自诺奖得主Whittingham的最新成果）

二氢左旋葡萄糖苷（Cyrene）是一种新的生物基溶剂，源自纤维素，于2014年首次被报道。它的分子中不包含任何氮和硫杂原子，比普通的极性非质子溶剂环保得多。

比较研究表明，Cyrene的溶剂性质与NMP非常相似，因此是一种有望取代NMP的溶剂。

但是编辑查看了完整的实验报告，在具体操作中，Cyrene溶剂并不能完美超越NMP溶剂。因此这也只是一个备胎。

二甲基亚砜（DMSO）

2020年二甲基亚砜（DMSO）被报道是一种可以替代NMP，能实现在低毒条件下溶解PVDF粘合剂来制备阴极。但是，由于DMSO结构中存在硫，因此无法避免潜在的污染。

并且，一款溶剂是否可以取代NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）成为锂电池的正极材料，还要看它是否可以被回收。编辑通过搜索得知，二甲基亚砜(DMSO)可以被回收提纯，但是目前还没有研制出合适的回收设备。因此，暂时也无法成为替换NMP的溶剂。

用水取代NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）溶剂

用水替代NMP溶剂的方法不仅解决了毒性问题，而且降低了阴极制造的成本。

然而，水系调浆工艺也存在许多挑战，其要求水溶性粘合剂能够提供与PVDF相同的特性和稳定性。

例如高的化学和电化学稳定性，强的内聚力和粘附力以及涂覆电极的柔韧性。

尽管一些报道水系制备的阴**有良好的性能，但它们通常具有超低的容量；且一旦增加质量负载，电极将产生裂纹，限制了对电池高能量密度的追求。

水系调浆面临的第二个主要问题是，阴极材料会与水的反应。

目前几乎所有的阴极材料都可以与水反应，这对于目前流行的含镍过渡金属氧化物阴极而言更为严重，并且随着镍含量的增加，反应会越来越严重。

与水的反应可导致锂从活性颗粒表面浸出，导致可循环锂的损失，表面镍的减少，甚至在表面上形成岩盐层。此外，NCM与水反应会导致浆料的pH值增加，从而腐蚀铝集流体，从而导致许多问题，例如氢气释放，Al(OH)3的形成等而失去了对集流体的附着力。

还有研究发现，将NMC浸入水中可能会削弱次级颗粒的完整性，在进行机械搅拌过程中导致颗粒间破裂成较小的团块，甚至单个初级颗粒。因此，水系调浆工艺广泛用于石墨阳极，但尚未被阴极采用。

来自泽晟新材研发团队老大的一锤定音：但它们一直未成功！

在业界确实暂时没有听闻NMP溶剂被替换的消息。编辑查看了相关的实验，实际上以上这几种溶剂都未能完全取代NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）在电池正极材料中的江湖地位。在研究实验中，多多少少都会存在各种各样的问题。据编辑了解，目前只有水系电池以水为溶剂；以及电池的负极（阳极）材料中，以去离子水为溶剂。

下一篇文章，我们一起来看实验分析吧。

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