Veepõhiste negatiivsete elektroodide materjalide peamise sideainena kasutavad CMC tooteid laialdaselt kodumaised ja välismaised akutootjad. Sideaine optimaalne kogus võib saavutada suhteliselt suure aku mahutavuse, pika tööea ja suhteliselt väikese sisetakistuse.
Sideaine on liitium-ioonakude üks olulisemaid funktsionaalseid abimaterjale. See on kogu elektroodi mehaaniliste omaduste peamine allikas ning sellel on oluline mõju elektroodi tootmisprotsessile ja aku elektrokeemilistele omadustele. Sideainel endal puudub maht ja see võtab akus väga väikese osa.
Lisaks üldiste sideainete kleepuvusomadustele peavad liitium-ioonaku elektroodide sideained vastu pidama ka elektrolüüdi paisumisele ja korrosioonile, samuti elektrokeemilisele korrosioonile laadimise ja tühjenemise ajal. See püsib tööpinge vahemikus stabiilsena, seega pole palju polümeermaterjale, mida saaks kasutada liitiumioonakude elektroodsideainena.
Praegu on laialdaselt kasutusel kolm peamist tüüpi liitium-ioonaku sideaineid: polüvinülideenfluoriid (PVDF), stüreen-butadieenkummi (SBR) emulsioon ja karboksümetüültselluloos (CMC). Lisaks hõivavad teatud turu ka polüakrüülhape (PAA), veepõhised sideained, mille põhikomponendid on polüakrüülnitriil (PAN) ja polüakrülaat.
Aku taseme CMC neli omadust
Tänu karboksümetüültselluloosi happelise struktuuri halvale vees lahustuvusele on selle paremaks rakendamiseks CMC akutootmises väga laialt kasutatav materjal.
Veepõhiste negatiivsete elektroodide materjalide peamise sideainena kasutavad CMC tooteid laialdaselt kodumaised ja välismaised akutootjad. Sideaine optimaalne kogus võib saavutada suhteliselt suure aku mahutavuse, pika tööea ja suhteliselt väikese sisetakistuse.
CMC neli omadust on:
Esiteks võib CMC muuta toote hüdrofiilseks ja lahustuvaks, täielikult vees lahustuvaks, ilma vabade kiudude ja lisanditeta.
Teiseks on asendusaste ühtlane ja viskoossus stabiilne, mis võib tagada stabiilse viskoossuse ja nakkuvuse.
Kolmandaks toota kõrge puhtusastmega madala metalliioonisisaldusega tooteid.
Neljandaks on toode hästi ühilduv SBR-lateksi ja muude materjalidega.
Akus kasutatav CMC naatriumkarboksümetüültselluloos on selle kasutusefekti kvalitatiivselt parandanud ja samal ajal tagab selle hea kasutusomaduse praeguse kasutusefektiga.
CMC roll akudes
CMC on tselluloosi karboksümetüülitud derivaat, mis valmistatakse tavaliselt loodusliku tselluloosi reageerimisel söövitava leelise ja monokloroäädikhappega ning mille molekulmass on tuhandetest miljoniteni.
CMC on valge kuni helekollane pulber, granuleeritud või kiuline aine, millel on tugev hügroskoopsus ja mis on vees kergesti lahustuv. Kui see on neutraalne või aluseline, on lahus kõrge viskoossusega vedelik. Kui seda pikka aega kuumutada üle 80 ℃, siis viskoossus väheneb ja see ei lahustu vees. See muutub pruuniks kuumutamisel 190-205 °C-ni ja karboniseerub temperatuuril 235-248 °C.
Kuna CMC-l on paksendamise, sidumise, veepeetuse, emulgeerimise ja suspensiooni funktsioonid vesilahuses, kasutatakse seda laialdaselt keraamika, toiduainete, kosmeetika, trükkimise ja värvimise, paberi valmistamise, tekstiili, pinnakattematerjalide, liimide ja meditsiini, kõrgekvaliteedilise lõppkeraamika ja liitiumakud Põllu osa moodustab umbes 7%, mida tavaliselt tuntakse kui "tööstuslikku naatriumglutamaati".
TäpsemaltCMCakus, CMC funktsioonid on järgmised: negatiivse elektroodi aktiivse materjali ja juhtiva aine hajutamine; paksendav ja settimisvastane toime negatiivse elektroodi lägale; sidumise abistamine; stabiliseerib elektroodi töötlemisjõudlust ja aitab parandada aku töötsüklit. parandada vardatüki mahakoorumistugevust jne.
CMC jõudlus ja valik
CMC lisamine elektroodi lobri valmistamisel võib suurendada lobri viskoossust ja takistada lobri settimist. CMC lagundab vesilahuses naatriumioone ja anioone ning temperatuuri tõustes väheneb CMC liimi viskoossus, mis imab kergesti niiskust ja on halva elastsusega.
CMC võib mängida väga head rolli negatiivse elektroodi grafiidi hajutamisel. CMC koguse suurenedes kleepuvad selle lagunemissaadused grafiidiosakeste pinnale ja grafiidiosakesed tõrjuvad üksteist elektrostaatilise jõu mõjul, saavutades hea dispersiooniefekti.
CMC ilmselgeks puuduseks on see, et see on suhteliselt rabe. Kui sideainena kasutatakse kogu CMC-d, kukub grafiidist negatiivne elektrood pooluse pressimise ja lõikamise käigus kokku, mis põhjustab tõsist pulbri kadu. Samal ajal mõjutab CMC-d suuresti elektroodide materjalide ja pH väärtuse suhe ning elektroodi leht võib laadimise ja tühjenemise ajal praguneda, mis mõjutab otseselt aku ohutust.
Algselt kasutati negatiivsete elektroodide segamisel sideainena PVDF-i ja teisi õlipõhiseid sideaineid, kuid keskkonnakaitset ja muid tegureid arvestades on muutunud tavapäraseks veepõhiste sideainete kasutamine negatiivsete elektroodide jaoks.
Ideaalset sideainet pole olemas, proovige valida sideaine, mis vastab füüsilisele töötlemisele ja elektrokeemilistele nõuetele. Liitiumpatareide tehnoloogia arenedes, samuti kulude ja keskkonnakaitse probleemide tõttu asendavad veepõhised sideained lõpuks õlipõhiseid sideaineid.
CMC kaks peamist tootmisprotsessi
Erinevate eeterdamisvahendite järgi võib CMC tööstusliku tootmise jagada kahte kategooriasse: veepõhine meetod ja lahustipõhine meetod. Meetodit, mis kasutab reaktsioonikeskkonnana vett, nimetatakse veekeskkonna meetodiks, mida kasutatakse leeliselise keskkonna ja madala kvaliteediga CMC tootmiseks. Orgaanilise lahusti kasutamise meetodit reaktsioonikeskkonnana nimetatakse lahustimeetodiks, mis sobib keskmise ja kõrgekvaliteedilise CMC tootmiseks. Need kaks reaktsiooni viiakse läbi sõtkumismasinas, mis kuulub sõtkumisprotsessi ja on praegu CMC tootmise peamine meetod.
Vesikeskkonna meetod: varasem tööstuslik tootmisprotsess, meetodiks on leeliselise tselluloosi ja eeterdava aine reageerimine vaba leelise ja vee tingimustes, mida kasutatakse keskmise ja madala kvaliteediga CMC-toodete, näiteks pesuvahendite ja tekstiili liimimisvahendite valmistamiseks. . Veekeskkonna meetodi eeliseks on see, et seadmete nõuded on suhteliselt lihtsad ja maksumus madal; puuduseks on see, et suure koguse vedela keskkonna puudumise tõttu tõstab reaktsioonis tekkiv soojus temperatuuri ja kiirendab kõrvalreaktsioonide kiirust, mille tulemuseks on madal eeterdamise efektiivsus ja kehv toote kvaliteet.
Lahusti meetod; tuntud ka kui orgaanilise lahusti meetod, jagatakse see sõtkumismeetodiks ja lobrimeetodiks vastavalt reaktsiooni lahjendi kogusele. Selle peamine omadus on see, et leelistamis- ja eeterdamisreaktsioonid viiakse läbi orgaanilise lahusti kui reaktsioonikeskkonna (lahjendi) tingimustes. Nagu vesimeetodi reaktsiooniprotsess, koosneb ka lahustimeetod kahest leelistamise ja eeterdamise etapist, kuid nende kahe etapi reaktsioonikeskkond on erinev. Lahustimeetodi eeliseks on see, et see jätab välja veemeetodile omased leelisega leotamise, pressimise, purustamise ja vanandamise protsessid ning leelistamine ja eeterdamine viiakse läbi sõtkumismasinas; Puuduseks on see, et temperatuuri reguleerimine on suhteliselt halb ja ruumivajadus on suhteliselt halb. , kõrgem hind.
Postitusaeg: jaan-05-2023