Su əsaslı mənfi elektrod materiallarının əsas bağlayıcısı olaraq, CMC məhsulları yerli və xarici akkumulyator istehsalçıları tərəfindən geniş istifadə olunur. Optimal bağlayıcı miqdarı nisbətən böyük batareya tutumu, uzun dövriyyə müddəti və nisbətən aşağı daxili müqavimət əldə edə bilər.
Bağlayıcı litium-ion batareyalardakı vacib köməkçi funksional materiallardan biridir. Bütün elektrodun mexaniki xüsusiyyətlərinin əsas mənbəyidir və elektrodun istehsal prosesinə və batareyanın elektrokimyəvi göstəricilərinə mühüm təsir göstərir. Bağlayıcının özü heç bir tutuma malik deyil və batareyada çox kiçik bir pay tutur.
Ümumi bağlayıcıların yapışdırıcı xüsusiyyətləri ilə yanaşı, litium-ion akkumulyator elektrod bağlayıcı materialları da elektrolitin şişməsinə və korroziyasına, həmçinin doldurulma və boşalma zamanı elektrokimyəvi korroziyaya tab gətirə bilməlidir. İş gərginliyi diapazonunda sabit qalır, buna görə də litium-ion batareyaları üçün elektrod bağlayıcı kimi istifadə edilə bilən çox sayda polimer material yoxdur.
Hal-hazırda geniş istifadə olunan litium-ion batareya bağlayıcılarının üç əsas növü var: poliviniliden flüorid (PVDF), stirol-butadien rezin (SBR) emulsiyası və karboksimetil selüloz (CMC). Bundan əlavə, poliakril turşusu (PAA), əsas komponentlər kimi poliakrilonitril (PAN) və poliakrilat olan su əsaslı bağlayıcılar da müəyyən bazarı tutur.
Batareya səviyyəli CMC-nin dörd xüsusiyyəti
Karboksimetilselülozun turşu strukturunun suda zəif həll olması səbəbindən onu daha yaxşı tətbiq etmək üçün CMC batareya istehsalında çox geniş istifadə olunan materialdır.
Su əsaslı mənfi elektrod materiallarının əsas bağlayıcısı olaraq, CMC məhsulları yerli və xarici akkumulyator istehsalçıları tərəfindən geniş istifadə olunur. Optimal bağlayıcı miqdarı nisbətən böyük batareya tutumu, uzun dövriyyə müddəti və nisbətən aşağı daxili müqavimət əldə edə bilər.
CMC-nin dörd xüsusiyyəti bunlardır:
Birincisi, CMC məhsulu hidrofilik və həll olunan, suda tamamilə həll olunan, sərbəst liflər və çirklər olmadan edə bilər.
İkincisi, əvəzetmə dərəcəsi vahiddir və özlülük sabitdir, sabit viskozite və yapışma təmin edə bilər.
Üçüncüsü, aşağı metal ionları olan yüksək təmizlikli məhsullar istehsal edin.
Dördüncüsü, məhsul SBR lateks və digər materiallarla yaxşı uyğunluğa malikdir.
Batareyada istifadə edilən CMC natrium karboksimetil selüloz onun istifadə effektini keyfiyyətcə yaxşılaşdırıb və eyni zamanda cari istifadə effekti ilə yaxşı istifadə performansını təmin edir.
Batareyalarda CMC-nin rolu
CMC, adətən təbii sellülozun kaustik qələvi və monoxloroasetik turşu ilə reaksiya verməsi ilə hazırlanan sellülozun karboksimetilləşdirilmiş törəməsidir və molekulyar çəkisi minlərlə ilə milyonlarla arasında dəyişir.
CMC ağdan açıq sarıya qədər olan toz, dənəvər və ya lifli maddədir, güclü hiqroskopiyaya malikdir və suda asanlıqla həll olunur. Neytral və ya qələvi olduqda, məhlul yüksək özlülüklü mayedir. Uzun müddət 80℃-dən yuxarı qızdırıldıqda, özlülük azalacaq və suda həll olunmayacaqdır. 190-205°C-yə qədər qızdırdıqda qəhvəyi olur, 235-248°C-yə qədər qızdırdıqda isə karbonlaşır.
CMC qatılaşdırıcı, yapışdırıcı, su tutma, emulsifikasiya və sulu məhlulda dayandırma funksiyalarına malik olduğundan keramika, qida, kosmetika, çap və boyama, kağız istehsalı, tekstil, örtüklər, yapışdırıcılar və tibb sahələrində geniş istifadə olunur. son keramika və litium batareyaları Sahənin payı təxminən 7% təşkil edir, adətən "sənaye monosodium glutamat" kimi tanınır.
Konkret olaraqCMCbatareyada, CMC-nin funksiyaları bunlardır: mənfi elektrodun aktiv materialını və keçirici agenti dağıtmaq; mənfi elektrod məhlulu üzərində qalınlaşdırıcı və çökmə əleyhinə təsir; birləşməyə kömək etmək; elektrodun emal performansını sabitləşdirmək və batareya dövriyyəsini yaxşılaşdırmağa kömək etmək Performans; dirək parçasının soyulma gücünü yaxşılaşdırmaq və s.
CMC performansı və seçimi
Elektrod məhlulu hazırlayarkən CMC-nin əlavə edilməsi məhlulun özlülüyünü artıra və məhlulun çökməsinin qarşısını ala bilər. CMC sulu məhlulda natrium ionlarını və anionlarını parçalayacaq və CMC yapışqanının özlülüyü temperaturun artması ilə azalacaq, nəm udmaq asan və elastikliyi zəifdir.
CMC mənfi elektrod qrafitinin dispersiyasında çox yaxşı rol oynaya bilər. CMC-nin miqdarı artdıqca, onun parçalanma məhsulları qrafit hissəciklərinin səthinə yapışacaq və qrafit hissəcikləri yaxşı dispersiya effektinə nail olaraq elektrostatik qüvvə hesabına bir-birini dəf edəcəklər.
CMC-nin aşkar dezavantajı onun nisbətən kövrək olmasıdır. Bütün CMC bağlayıcı kimi istifadə edilərsə, qrafit mənfi elektrod dirək parçasının sıxılması və kəsilməsi prosesi zamanı çökəcək və bu, ciddi toz itkisinə səbəb olacaqdır. Eyni zamanda, CMC elektrod materiallarının nisbəti və pH dəyərindən çox təsirlənir və elektrod təbəqəsi şarj və boşalma zamanı çatlaya bilər ki, bu da batareyanın təhlükəsizliyinə birbaşa təsir göstərir.
Əvvəlcə mənfi elektrodları qarışdırmaq üçün istifadə olunan bağlayıcı PVDF və digər yağ əsaslı bağlayıcılar idi, lakin ətraf mühitin qorunması və digər amilləri nəzərə alaraq, mənfi elektrodlar üçün su əsaslı bağlayıcılardan istifadə etmək əsas hala gəldi.
Mükəmməl bağlayıcı mövcud deyil, fiziki emal və elektrokimyəvi tələblərə cavab verən bağlayıcı seçməyə çalışın. Litium batareya texnologiyasının inkişafı, eləcə də qiymət və ətraf mühitin mühafizəsi məsələləri ilə su əsaslı bağlayıcılar nəhayət neft əsaslı bağlayıcıları əvəz edəcək.
CMC iki əsas istehsal prosesi
Müxtəlif eterizasiya vasitələrinə görə, CMC-nin sənaye istehsalı iki kateqoriyaya bölünə bilər: su əsaslı üsul və həlledici əsaslı üsul. Reaksiya mühiti kimi suyun istifadə etdiyi üsul qələvi mühit və aşağı dərəcəli CMC istehsal etmək üçün istifadə olunan su mühiti üsulu adlanır. Reaksiya mühiti kimi üzvi həlledicidən istifadə üsulu orta və yüksək dərəcəli CMC istehsalı üçün uyğun olan həlledici metod adlanır. Bu iki reaksiya yoğurma prosesinə aid olan və hazırda CMC istehsalının əsas üsulu olan yoğurucuda aparılır.
Su mühiti üsulu: daha əvvəlki sənaye istehsal prosesi, üsul, yuyucu vasitələr və tekstil ölçü agentləri kimi orta və aşağı dərəcəli CMC məhsulları hazırlamaq üçün istifadə edilən sərbəst qələvi və su şəraitində qələvi sellüloz və eterləşdirmə agenti ilə reaksiya verməkdir. . Su mühiti metodunun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, avadanlıq tələbləri nisbətən sadədir və dəyəri azdır; çatışmazlıq ondan ibarətdir ki, çox miqdarda maye mühitin olmaması səbəbindən reaksiya nəticəsində yaranan istilik temperaturu artırır və yan reaksiyaların sürətini sürətləndirir, nəticədə eterləşmənin effektivliyi aşağı olur və məhsulun keyfiyyəti aşağı olur.
Solvent üsulu; üzvi həlledici metod kimi də tanınır, reaksiya seyrelticinin miqdarına görə yoğurma üsulu və şlam üsuluna bölünür. Onun əsas xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, qələviləşmə və eterləşmə reaksiyaları reaksiya mühiti (seyreltici) kimi üzvi həlledici şəraitində aparılır. Su metodunun reaksiya prosesi kimi, həlledici üsulu da qələviləşmə və efirləşmənin iki mərhələsindən ibarətdir, lakin bu iki mərhələnin reaksiya mühiti fərqlidir. Həlledici metodun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, su üsuluna xas olan qələvi islatma, presləmə, əzmə və qocalma proseslərini buraxır, qələviləşdirmə və eterləşdirmə isə hamısı yoğurucuda aparılır; dezavantaj temperaturun idarəolunma qabiliyyətinin nisbətən zəif olması və yer tələblərinin nisbətən zəif olmasıdır. , daha yüksək qiymət.
Göndərmə vaxtı: 05 yanvar 2023-cü il