У якасці асноўнага злучнага матэрыялу адмоўнага электрода на воднай аснове прадукты CMC шырока выкарыстоўваюцца айчыннымі і замежнымі вытворцамі батарэй. Аптымальная колькасць злучнага можа атрымаць адносна вялікую ёмістасць акумулятара, працяглы тэрмін службы і адносна нізкі ўнутраны супраціў.
Звязальнае з'яўляецца адным з важных дапаможных функцыянальных матэрыялаў у літый-іённых батарэях. Гэта асноўная крыніца механічных уласцівасцей усяго электрода і мае важны ўплыў на працэс вытворчасці электрода і электрахімічныя характарыстыкі батарэі. Само злучнае рэчыва не мае ёмістасці і займае вельмі малую долю ў акумулятары.
У дадатак да адгезійных уласцівасцей агульных злучных матэрыялаў, злучныя матэрыялы для электродаў літый-іённых акумулятараў таксама павінны быць здольныя супрацьстаяць набраканню і карозіі электраліта, а таксама супрацьстаяць электрахімічнай карозіі падчас зарада і разраду. Ён застаецца стабільным у дыяпазоне працоўных напружанняў, таму існуе не так шмат палімерных матэрыялаў, якія можна выкарыстоўваць у якасці злучных электродаў для літый-іённых батарэй.
У цяперашні час шырока выкарыстоўваюцца тры асноўныя тыпы звязальных матэрыялаў для літый-іённых батарэй: полівінілідэнфтарыд (PVDF), эмульсія бутадыен-стырольнага каўчуку (SBR) і карбоксиметилцеллюлоза (CMC). Акрамя таго, пэўны рынак займаюць поліакрылавая кіслата (PAA), звязальныя рэчывы на воднай аснове з полиакрилонитрилом (PAN) і полиакрилатом ў якасці асноўных кампанентаў.
Чатыры характарыстыкі CMC на ўзроўні батарэі
З-за дрэннай растваральнасці ў вадзе кіслотнай структуры карбаксіметылцэлюлозы, каб лепш прымяняць яе, CMC з'яўляецца вельмі шырока выкарыстоўваным матэрыялам у вытворчасці батарэй.
У якасці асноўнага злучнага матэрыялу адмоўнага электрода на воднай аснове прадукты CMC шырока выкарыстоўваюцца айчыннымі і замежнымі вытворцамі батарэй. Аптымальная колькасць злучнага можа атрымаць адносна вялікую ёмістасць акумулятара, працяглы тэрмін службы і адносна нізкі ўнутраны супраціў.
Чатыры характарыстыкі CMC:
Па-першае, CMC можа зрабіць прадукт гідрафільным і растваральным, цалкам растваральным у вадзе, без свабодных валокнаў і прымешак.
Па-другое, ступень замяшчэння аднастайная, а глейкасць стабільная, што можа забяспечыць стабільную глейкасць і адгезію.
Па-трэцяе, вырабляць прадукты высокай чысціні з нізкім утрыманнем іёнаў металаў.
Па-чацвёртае, прадукт мае добрую сумяшчальнасць з латексом SBR і іншымі матэрыяламі.
Натрыевая карбаксіметылавая цэлюлоза КМЦ, якая выкарыстоўваецца ў акумулятары, якасна палепшыла эфект выкарыстання і ў той жа час забяспечвае добрыя эксплуатацыйныя характарыстыкі з бягучым эфектам выкарыстання.
Роля КМЦ у батарэях
КМЦ - гэта карбоксиметилированное вытворнае цэлюлозы, якое звычайна атрымліваюць шляхам узаемадзеяння натуральнай цэлюлозы з з'едлівай шчолаччу і монохлоруксусной кіслатой, і яго малекулярная маса вагаецца ад тысяч да мільёнаў.
КМЦ - гэта парашок ад белага да светла-жоўтага, грануляванае або валакністае рэчыва, якое валодае моцнай гіграскапічнасцю і лёгка раствараецца ў вадзе. Калі ён нейтральны або шчолачны, раствор уяўляе сабой вадкасць з высокай вязкасцю. Калі яго награваць вышэй за 80 ℃ на працягу доўгага часу, глейкасць паменшыцца, і ён стане нерастваральным у вадзе. Пры награванні да 190—205°С бурэе, пры награванні да 235—248°С карбанізуецца.
Паколькі CMC мае функцыі згушчэння, склейвання, утрымання вады, эмульгирования і суспензіі ў водным растворы, ён шырока выкарыстоўваецца ў галіне керамікі, прадуктаў харчавання, касметыкі, друку і фарбавання, вырабу паперы, тэкстылю, пакрыццяў, клеяў і медыцыны, высокатэхналагічнай вытворчасці. канчатковая кераміка і літыевыя батарэі. На поле прыходзіцца каля 7%, шырока вядомае як «прамысловы глутамат натрыю».
КанкрэтнаCMCу батарэі, функцыямі CMC з'яўляюцца: дыспергаванне актыўнага матэрыялу адмоўнага электрода і токаправоднага агента; згушчэнне і антиосадочный эфект на завісі адмоўнага электрода; садзейнічанне склейванню; стабілізацыя прадукцыйнасці апрацоўкі электрода і дапамагае палепшыць цыкл батарэі Прадукцыйнасць; палепшыць трываласць на адрыў полюснага наканечніка і г.д.
Прадукцыйнасць і выбар CMC
Даданне CMC пры вырабе электроднай суспензіі можа павялічыць глейкасць суспензіі і прадухіліць асяданне суспензіі. CMC будзе раскладаць іёны і аніёны натрыю ў водным растворы, і глейкасць клею CMC будзе зніжацца з павышэннем тэмпературы, які лёгка ўбірае вільгаць і мае дрэнную эластычнасць.
CMC можа гуляць вельмі добрую ролю ў дысперсіі графіту адмоўнага электрода. Па меры павелічэння колькасці CMC прадукты яго раскладання будуць прыліпаць да паверхні часціц графіту, а часціцы графіту будуць адштурхоўвацца адна ад адной з-за электрастатычнай сілы, дасягаючы добрага эфекту дысперсіі.
Відавочным недахопам CMC з'яўляецца тое, што ён адносна далікатны. Калі ўвесь КМЦ выкарыстоўваць у якасці злучнага матэрыялу, графітавы адмоўны электрод разбурыцца ў працэсе прэсавання і рэзкі полюснага наканечніка, што прывядзе да сур'ёзных страт парашка. У той жа час на CMC моцна ўплывае суадносіны электродных матэрыялаў і значэнне pH, і электродны ліст можа трэснуць падчас зарадкі і разрадкі, што непасрэдна ўплывае на бяспеку батарэі.
Першапачаткова для мяшання адмоўнага электрода выкарыстоўвалася звязальнае рэчыва PVDF і іншыя звязальныя рэчывы на алейнай аснове, але, улічваючы абарону навакольнага асяроддзя і іншыя фактары, для адмоўных электродаў сталі выкарыстоўваць звязальныя рэчывы на воднай аснове.
Ідэальнага злучнага рэчыва не існуе, паспрабуйце выбраць злучнае, якое адпавядае фізічным патрабаванням да апрацоўкі і электрахімічным патрабаванням. З развіццём тэхналогіі літыевых акумулятараў, а таксама з праблемамі кошту і аховы навакольнага асяроддзя звязальныя на воднай аснове з часам заменяць звязальныя на алейнай аснове.
CMC два асноўных вытворчых працэсу
У адпаведнасці з рознымі асяроддзямі для этэрыфікацыі прамысловая вытворчасць CMC можа быць падзелена на дзве катэгорыі: метад на воднай аснове і метад на аснове растваральнікаў. Метад з выкарыстаннем вады ў якасці рэакцыйнай асяроддзя называецца метадам воднай асяроддзя, які выкарыстоўваецца для атрымання шчолачнага асяроддзя і нізкагатунковага КМЦ. Спосаб выкарыстання арганічнага растваральніка ў якасці рэакцыйнай асяроддзя называецца метадам растваральніка, які падыходзіць для вытворчасці КМЦ сярэдняй і высокай якасці. Гэтыя дзве рэакцыі праводзяцца ў цестамесе, які адносіцца да працэсу замешвання і ў цяперашні час з'яўляецца асноўным спосабам атрымання CMC.
Метад воднай асяроддзя: больш ранні працэс прамысловай вытворчасці, метад заключаецца ў рэакцыі шчолачнай цэлюлозы і этэрыфікатара ва ўмовах свабоднай шчолачы і вады, якія выкарыстоўваюцца для падрыхтоўкі прадуктаў CMC сярэдняга і нізкага класа, такіх як мыйныя сродкі і рэчывы для праклейвання тэкстылю. Пачакайце . Перавага метаду вадзяной асяроддзя ў тым, што патрабаванні да абсталявання адносна простыя і кошт нізкі; недахопам з'яўляецца тое, што з-за адсутнасці вялікай колькасці вадкай асяроддзя цяпло, якое вылучаецца ў выніку рэакцыі, павялічвае тэмпературу і паскарае хуткасць пабочных рэакцый, што прыводзіць да нізкай эфектыўнасці этэрыфікацыі і нізкай якасці прадукту.
Сольвентный метад; таксама вядомы як метад арганічнага растваральніка, ён дзеліцца на метад замешвання і метад суспензіі ў залежнасці ад колькасці рэакцыйнага разбаўляльніка. Яе галоўнай асаблівасцю з'яўляецца тое, што рэакцыі подщелачивания і этерификации праходзяць пры ўмове выкарыстання ў якасці рэакцыйнай асяроддзя (разбаўляльніка) арганічнага растваральніка. Як і працэс рэакцыі воднага метаду, метад растваральніка таксама складаецца з дзвюх стадый подщелачивания і этэрыфікацыі, але рэакцыя асяроддзя гэтых двух стадый адрозніваецца. Перавага метаду з растваральнікам заключаецца ў тым, што ён апускае працэсы замочвання шчолаччу, прэсавання, драбнення і старэння, уласцівыя воднаму метаду, а подщелачивание і этэрыфікацыя выконваюцца ў месільнай машыне; недахопам з'яўляецца тое, што кантроль тэмпературы адносна дрэнны, і патрабаванні да прасторы адносна бедныя. , больш высокі кошт.
Час публікацыі: 5 студзеня 2023 г