Cum'è u principale legante di materiali elettrodi negativi basati in acqua, i prudutti CMC sò largamente usati da i pruduttori di batterie domestici è stranieri. A quantità ottima di legante pò ottene una capacità di batteria relativamente grande, una longa vita di ciclu è una resistenza interna relativamente bassa.
Binder hè unu di i materiali funziunali ausiliari impurtanti in batterie di lithium-ion. Hè a fonte principale di e proprietà meccaniche di l'elettrodu sanu è hà un impattu impurtante nantu à u prucessu di produzzione di l'elettrodu è a prestazione elettrochimica di a bateria. U ligatu stessu ùn hà micca capacità è occupa una proporzione assai chjuca in a bateria.
In più di e proprietà adesive di i leganti generali, i materiali di ligatu di l'elettrodi di lithium-ion anu ancu esse capace di resistà à l'inflazione è a corrosione di l'elettroliti, è ancu di sustene a corrosione elettrochimica durante a carica è a scarica. Resta stabile in a gamma di tensione di travagliu, per quessa, ùn ci sò micca assai materiali polimeri chì ponu esse aduprati cum'è leganti d'elettrodi per batterie di lithium-ion.
Ci sò trè tippi principali di leganti di batterie di lithium-ion chì sò largamente usati in l'oghje: fluoruru di polyvinylidene (PVDF), emulsione di gomma stirene-butadiene (SBR) è carboxymethyl cellulosa (CMC). Inoltre, l'acidu polyacrylic (PAA), i leganti d'acqua cù polyacrylonitrile (PAN) è polyacrylate cum'è i cumpunenti principali occupanu ancu un certu mercatu.
Quattru caratteristiche di CMC à livellu di batterie
A causa di a povira solubilità in acqua di a struttura di l'acidu di carboxymethyl cellulosa, in ordine per applicà megliu, CMC hè un materiale assai utilizatu in a produzzione di batterie.
Cum'è u principale legante di materiali elettrodi negativi basati in acqua, i prudutti CMC sò largamente usati da i pruduttori di batterie domestici è stranieri. A quantità ottima di legante pò ottene una capacità di batteria relativamente grande, una longa vita di ciclu è una resistenza interna relativamente bassa.
I quattru caratteristiche di CMC sò:
Prima, CMC pò rende u pruduttu idrofilu è soluble, solu solubile in acqua, senza fibre è impurità libere.
Siconda, u gradu di sustituzzioni hè uniforme è a viscosità hè stabile, chì pò furnisce una viscosità stabile è aderenza.
U terzu, pruduce prudutti d'alta purezza cù un cuntenutu bassu di ioni di metalli.
Quartu, u pruduttu hà una bona cumpatibilità cù lattice SBR è altri materiali.
A CMC sodium carboxymethyl cellulosa utilizata in a bateria hà migliuratu qualitativamente u so effettu di usu, è à u stessu tempu furnisce un bonu rendimentu d'usu, cù l'effettu di l'usu attuale.
U rolu di CMC in batterie
CMC hè un derivatu carboxymethylated di a cellulosa, chì hè generalmente preparatu da a reazione di a cellulosa naturali cù l'alkali causticu è l'acidu monocloroaceticu, è u so pesu moleculare varieghja da millaie à milioni.
CMC hè un pezzu biancu à giallu chjaru, sustanza granulare o fibru, chì hà una forte igroscopicità è hè facilmente solubile in acqua. Quandu hè neutru o alkaline, a suluzione hè un liquidu d'alta viscosità. S'ellu hè riscaldatu sopra 80 ℃ per un bellu pezzu, a viscosità diminuisce è serà insolubile in acqua. Turnate marrone quandu si calienta à 190-205 ° C, è carbonizes quandu si calienta à 235-248 ° C.
Perchè CMC hà e funzioni di ispessimentu, legame, ritenzione d'acqua, emulsificazione è sospensione in suluzione acquosa, hè largamente utilizatu in i campi di ceramica, alimentazione, cusmetichi, stampa è tintura, fabbricazione di carta, tessili, rivestimenti, adesivi è medicina, high- fine ceramica è batterie di lithium U campu conta circa 7%, cumunimenti canusciutu comu "glutamate monosodiu industriale".
In particulareCMCin bateria, e funzioni di CMC sò: disperse u materiale attivu di l'elettrodu negativu è l'agente conduttivu; effettu ispessante è anti-sedimentazione nantu à u slurry di l'elettrodu negativu; aiutu à u ligame; stabilizzà u funziunamentu di trasfurmazioni di l'elettrodu è aiutendu à migliurà u ciculu di a bateria Performance; migliurà a forza di buccia di u pezzu di u polu, etc.
Prestazione è selezzione CMC
Adding CMC when making the electrode slurry pò aumentà a viscosità di u slurry è impedisce a slurry di stallà. CMC decompose ioni di sodiu è anioni in suluzione aquosa, è a viscosità di a cola CMC diminuirà cù l'aumentu di a temperatura, chì hè faciule d'assorbà l'umidità è hà una mala elasticità.
CMC pò ghjucà un rolu assai bonu in a dispersione di grafite elettrodu negativu. Cum'è a quantità di CMC aumenta, i so prudutti di descomposizione aderiscenu à a superficia di particeddi di grafite, è i particeddi di grafite si repulsanu à l'altru per via di a forza elettrostatica, ottenendu un bonu effettu di dispersione.
U svantaghju evidenti di CMC hè chì hè relativamente fragile. Se tutti i CMC sò usati cum'è u legante, l'elettrodu negativu di grafite colapserà durante u prucessu di pressa è di taglio di u pezzu di u polu, chì pruvucarà una seria perdita di polvere. À u listessu tempu, CMC hè assai affettatu da u rapportu di i materiali di l'elettrodu è u valore di pH, è u fogliu di l'elettrodu pò crack durante a carica è a scaricamentu, chì affetta direttamente a sicurità di a bateria.
Inizialmente, u legante utilizatu per l'agitazione di l'elettrodi negativi era PVDF è altri leganti basati nantu à l'oliu, ma cunsiderendu a prutezzione di l'ambiente è altri fattori, hè diventatu mainstream per utilizà leganti basati in acqua per l'elettrodi negativi.
U legante perfettu ùn esiste micca, pruvate à sceglie un ligatu chì risponde à i requisiti di processazione fisica è elettrochimica. Cù u sviluppu di a tecnulugia di batterie di lithium, è ancu i prublemi di prutezzione di u costu è di l'ambiente, i leganti basati in acqua eventualmente rimpiazzà i leganti basati in oliu.
CMC dui prucessi principali di fabricazione
Sicondu i diversi media di eterificazione, a produzzione industriale di CMC pò esse divisa in duie categurie: u metudu basatu in acqua è u metudu solvente. U metudu cù l'acqua cum'è u mediu di reazzione hè chjamatu u metudu di l'acqua, chì hè utilizatu per pruduce CMC alkaline medium è low-grade. U metudu di usu di solventi organici cum'è u mediu di reazzione hè chjamatu u metudu di solventi, chì hè adattatu per a produzzione di CMC mediu è altu. Sti dui reazzioni sò realizati in un impastatore, chì appartene à u prucessu di impastu è hè attualmente u metudu principale per pruduce CMC.
Metudu di l'acqua mediu: un prucessu di pruduzzione industriale prima, u metudu hè di reagisce cellulosa alcalina è agenti di eterificazione in e cundizioni di alkali è acqua libera, chì hè aduprata per preparà prudutti CMC di media è bassa qualità, cum'è detergenti è agenti di dimensionamentu di tessili Aspetta. . U vantaghju di u metudu di l'acqua media hè chì i bisogni di l'equipaggiu sò relativamente simplici è u costu hè bassu; u svantaghju hè chì a causa di a mancanza di una grande quantità di mediu liquidu, u calore generatu da a reazzione aumenta a temperatura è accelera a vitezza di e reazzioni laterali, risultatu in una efficienza di eterificazione bassa è una qualità di pruduttu povira.
Metudu di solventi; canusciutu macari comu lu mètudu di solventi urgànichi, hè divisu in u metudu impastatura è u metudu slurry secondu a quantità di diluent reazzione. A so caratteristica principale hè chì e reazzioni di alkalizazione è eterificazione sò realizati sottu a cundizione di un solvente urgànicu cum'è u mediu di reazzione (diluente). Cum'è u prucessu di reazzione di u metudu di l'acqua, u metudu di solvente hè ancu custituitu da duie tappe di alkalizazione è eterificazione, ma u mediu di reazione di sti dui tappe hè diversu. U vantaghju di u metudu di solvente hè chì omette i prucessi di alkali soaking, pressing, crushing, and anging inherent in the water method, and the alkalization and eterification sò tutti realizati in u kneader; u svantaghju hè chì a cuntrollabilità di a temperatura hè relativamente povera, è i bisogni di u spaziu sò relativamente poveri. , costu più altu.
Tempu di posta: 05-Jan-2023