Focus on Cellulose ethers

Toepassing van CMC Binder in batterye

As die hoofbindmiddel van watergebaseerde negatiewe elektrodemateriale, word CMC-produkte wyd gebruik deur binnelandse en buitelandse batteryvervaardigers. Die optimale hoeveelheid bindmiddel kan relatief groot batterykapasiteit, lang sikluslewe en relatief lae interne weerstand verkry.

Bindmiddel is een van die belangrike funksionele hulpmateriale in litiumioonbatterye. Dit is die hoofbron van die meganiese eienskappe van die hele elektrode en het 'n belangrike impak op die produksieproses van die elektrode en die elektrochemiese werkverrigting van die battery. Die bindmiddel self het geen kapasiteit nie en beslaan 'n baie klein deel in die battery.

Benewens die kleef-eienskappe van algemene bindmiddels, moet litium-ioon battery elektrode binder materiaal ook die swelling en korrosie van die elektroliet kan weerstaan, asook die elektrochemiese korrosie tydens laai en ontlading kan weerstaan. Dit bly stabiel in die werkspanningreeks, so daar is nie baie polimeermateriale wat as elektrodebinders vir litiumioonbatterye gebruik kan word nie.

Daar is drie hooftipes litium-ioon batterybinders wat tans wyd gebruik word: polivinielideenfluoried (PVDF), stireen-butadieen rubber (SBR) emulsie en karboksimetiel sellulose (CMC). Boonop beslaan poli-akrielsuur (PAA), Water-gebaseerde bindmiddels met poliakrielonitril (PAN) en poliakrilaat as hoofkomponente ook 'n sekere mark.

Vier kenmerke van batteryvlak CMC

As gevolg van die swak wateroplosbaarheid van die suurstruktuur van karboksimetielsellulose, om dit beter toe te pas, is CMC 'n baie algemeen gebruikte materiaal in batteryproduksie.

As die hoofbindmiddel van watergebaseerde negatiewe elektrodemateriale, word CMC-produkte wyd gebruik deur binnelandse en buitelandse batteryvervaardigers. Die optimale hoeveelheid bindmiddel kan relatief groot batterykapasiteit, lang sikluslewe en relatief lae interne weerstand verkry.

Die vier kenmerke van CMC is:

Eerstens kan CMC die produk hidrofiel en oplosbaar maak, heeltemal oplosbaar in water, sonder vrye vesels en onsuiwerhede.

Tweedens is die graad van substitusie uniform en die viskositeit is stabiel, wat stabiele viskositeit en adhesie kan verskaf.

Derdens, produseer hoë-suiwer produkte met 'n lae metaalioon-inhoud.

Vierdens het die produk goeie verenigbaarheid met SBR-latex en ander materiale.

Die CMC-natriumkarboksimetielsellulose wat in die battery gebruik word, het die gebruikseffek daarvan kwalitatief verbeter, en bied dit terselfdertyd goeie gebruiksprestasie, met die huidige gebruikseffek.

Die rol van CMC in batterye

CMC is 'n gekarboksimetileerde afgeleide van sellulose, wat gewoonlik berei word deur natuurlike sellulose met bytende alkali en monochloorasynsuur te laat reageer, en die molekulêre gewig daarvan wissel van duisende tot miljoene.

CMC is 'n wit tot liggeel poeier, korrel- of veselagtige stof, wat sterk higroskopisiteit het en maklik in water oplosbaar is. Wanneer dit neutraal of alkalies is, is die oplossing 'n hoë-viskositeit vloeistof. As dit vir 'n lang tyd bo 80℃ verhit word, sal die viskositeit afneem en sal dit onoplosbaar wees in water. Dit word bruin wanneer dit tot 190-205°C verhit word, en verkoliseer wanneer dit tot 235-248°C verhit word.

Omdat CMC die funksies van verdikking, binding, waterretensie, emulgering en suspensie in waterige oplossing het, word dit wyd gebruik in die velde van keramiek, voedsel, skoonheidsmiddels, drukwerk en kleur, papiervervaardiging, tekstiele, bedekkings, kleefmiddels en medisyne, hoë- eindkeramiek en litiumbatterye Die veld is verantwoordelik vir ongeveer 7%, algemeen bekend as "industriële monosodiumglutamaat".

SpesifiekCMCin battery, die funksies van CMC is: verspreiding van die negatiewe elektrode aktiewe materiaal en geleidende middel; verdikking en anti-sedimentasie effek op die negatiewe elektrode suspensie; help met binding; stabilisering van die verwerkingsprestasie van die elektrode en help om die batterysiklus Prestasie te verbeter; verbeter die skilsterkte van die paalstuk, ens.

CMC prestasie en seleksie

Die byvoeging van CMC wanneer die elektrode-mis gemaak word, kan die viskositeit van die suspensie verhoog en verhoed dat die suspensie uitsak. CMC sal natriumione en anione in waterige oplossing ontbind, en die viskositeit van CMC gom sal afneem met die toename in temperatuur, wat maklik is om vog te absorbeer en swak elastisiteit het.

CMC kan 'n baie goeie rol speel in die verspreiding van negatiewe elektrode grafiet. Soos die hoeveelheid CMC toeneem, sal die ontbindingsprodukte daarvan aan die oppervlak van grafietdeeltjies kleef, en die grafietdeeltjies sal mekaar afstoot as gevolg van elektrostatiese krag, wat 'n goeie verspreidingseffek verkry.

Die ooglopende nadeel van CMC is dat dit relatief bros is. As alle CMC as die bindmiddel gebruik word, sal die grafiet negatiewe elektrode tydens die pers- en snyproses van die paalstuk ineenstort, wat ernstige poeierverlies sal veroorsaak. Terselfdertyd word CMC grootliks beïnvloed deur die verhouding van elektrodemateriaal en pH-waarde, en die elektrodeblad kan tydens laai en ontlaai kraak, wat die veiligheid van die battery direk beïnvloed.

Aanvanklik was die bindmiddel wat vir negatiewe elektrode-roer gebruik is PVDF en ander olie-gebaseerde bindmiddels, maar as omgewingsbeskerming en ander faktore in ag geneem word, het dit hoofstroom geword om water-gebaseerde bindmiddels vir negatiewe elektrodes te gebruik.

Die perfekte bindmiddel bestaan ​​nie, probeer om 'n bindmiddel te kies wat aan die fisiese verwerking en elektrochemiese vereistes voldoen. Met die ontwikkeling van litiumbatterytegnologie, sowel as koste- en omgewingsbeskermingskwessies, sal watergebaseerde bindmiddels uiteindelik olie-gebaseerde bindmiddels vervang.

CMC twee groot vervaardigingsprosesse

Volgens verskillende veretheringsmedia kan die industriële produksie van CMC in twee kategorieë verdeel word: water-gebaseerde metode en oplosmiddel-gebaseerde metode. Die metode wat water as die reaksiemedium gebruik, word die watermediummetode genoem, wat gebruik word om alkaliese medium en laegraad CMC te produseer. Die metode om organiese oplosmiddel as reaksiemedium te gebruik, word die oplosmiddelmetode genoem, wat geskik is vir die vervaardiging van medium- en hoëgraadse CMC. Hierdie twee reaksies word uitgevoer in 'n knieer, wat tot die knieproses behoort en tans die hoofmetode is vir die vervaardiging van CMC.

Watermediummetode: 'n vroeëre industriële produksieproses, die metode is om alkali-sellulose en veretheringsmiddel te reageer onder die toestande van vry alkali en water, wat gebruik word om medium- en laegraadse CMC-produkte voor te berei, soos skoonmaakmiddels en tekstielgroottemiddels. . Die voordeel van die watermediummetode is dat die toerustingvereistes relatief eenvoudig is en die koste laag is; die nadeel is dat as gevolg van die gebrek aan 'n groot hoeveelheid vloeibare medium, die hitte wat deur die reaksie gegenereer word, die temperatuur verhoog en die spoed van newereaksies versnel, wat lei tot lae veretheringsdoeltreffendheid en swak produkkwaliteit.

Oplosmiddel metode; ook bekend as organiese oplosmiddelmetode, word dit verdeel in kniemetode en suspensiemetode volgens die hoeveelheid reaksieverdunningsmiddel. Die belangrikste kenmerk daarvan is dat die alkaliserings- en veretheringsreaksies uitgevoer word onder die toestand van 'n organiese oplosmiddel as die reaksiemedium (verdunningsmiddel) van. Soos die reaksieproses van die watermetode, bestaan ​​die oplosmiddelmetode ook uit twee fases van alkalisering en verethering, maar die reaksiemedium van hierdie twee fases verskil. Die voordeel van die oplosmiddelmetode is dat dit die prosesse van alkaliweek, pers, vergruising en veroudering wat inherent aan die watermetode inherent is, weglaat, en die alkalisering en verethering word alles in die knieer uitgevoer; die nadeel is dat die temperatuurbeheerbaarheid relatief swak is, en die ruimtevereistes relatief swak. , hoër koste.


Postyd: Jan-05-2023
WhatsApp aanlynklets!