CMC bateriaren industrian erabiltzen da

Zer da sodio carboxymethil zelulosa?

Sodio Carboxymetillose Zelulosa (CarboxyMethyl zelulosa sodio gatza, carboxymetil zelulosa, cmc, carboxymetil, zelulsesodioa, sodiumsaltofcaboxymetilcellulosa) munduko zuntz motak, gehienez dosia da.

CMC-NA zelulosa deribatua da, 100 ~ 2000 graduko polimerizazioarekin eta 242,16ko pisu molekularra. Zuntz zuria edo hauts granularra. Usainik gabekoak, gustu gabekoak, gustuko gabekoak, disolbatzaile organikoetan disolbagarriak. Artikulu hau, batez ere, sodio carboxymethil zelulosaren aplikazioa litio ioi bateriaren xehetasunetan ulertzeko.

Aurrerapenak Sodio CarBoxyMethil zelulosa aplikatzeko CmcLitio Ion baterietan

Gaur egun, Fluoruro polivinilidena [PVDF, (ch: a cf :)] Litio ioi baterien ekoizpenean aglutinatzaile gisa erabiltzen da. . PVDF garestia ez da garestia izateaz gain, disolbatzaile organikoen ingurumenarekin batera, adibidez, disolbatzaile organikoen ingurunea (NMP) eta aire hezetasun baldintzak zorrotz, erraz kapsulatuta daude Litio metalikoa, litio grafitoaren bigarren mailako erreakzioa, batez ere tenperatura altuaren egoeran, ihesbide termikorako arrisku espontaneoa. Sodio CarboxyMetilgo zelulosa (CMC), ur-disolbagarria, elektrodo materialetarako PVDFren ordezko gisa erabiltzen da, eta horrek NMP erabiltzea saihestu dezake, kostuak murriztea eta ingurumenaren kutsadura murriztea eta ingurumenaren kutsadura murriztea. Aldi berean, ekoizpen prozesuak ez du ingurumen hezetasuna behar, baina, gainera, bateriaren edukiera hobetu dezake, zikloko bizitza luzatzeko. Artikulu honetan, CMCren rola litio ioi bateria berrikusi zen eta CMC-k bateriaren errendimendua hobetzeko mekanismoa egonkortasun termikoaren, eroankortasun elektrikoaren eta ezaugarri elektrokimikoen alderdietatik laburbildu zen.

1. CMCren egitura eta errendimendua

1) CMC egitura

CMC, oro har, ordezkapen maila desberdinen arabera (DS) sailkatzen da, eta produktuen morfologia eta errendimendua asko kaltetzen dira DS. Lxie et al. CMC ikasi du N NA bikote desberdinetako DSekin. SEM analisien emaitzek erakutsi zuten CMC-LI-1 (DS = 1.00) egitura granularra aurkeztuta, eta CMC-LI-2 (DS = 0,62) egitura lineala aurkeztu zuten. M. E et al-en ikerketak CMC hori frogatu zuen. Styrene Butadiene Kautxuak (SBR) Li-ren aglomerazioa inhibitu dezake: o interfazearen egitura egonkortzea, errendimendu elektrokimikoarentzat onuragarria den.

2) CMC errendimendua

2.1)Egonkortasun termikoa

ZJ Han et al. Laborategi desberdinen egonkortasun termikoa aztertu zuen. PVDFren tenperatura kritikoa 4500c ingurukoa da. 500 ℃ heltzean, deskonposizio azkarra gertatzen da eta masa% 70 inguru murrizten da. Tenperatura 600 ℃ izatera iritsi zenean, masa% 70 murriztu zen. Tenperatura 300oc-ra iritsi zenean, CMC-LI-ren masa% 70 murriztu zen. Tenperatura 400 ℃ izatera iritsi zenean, CMC-LI-ren masa% 10 murriztu zen. Cmcli PVDF baino errazago deskonposatzen da bateriaren bizitzaren amaieran.

2.2)Eroankortasun elektrikoa

S. Chou et al. Probaren emaitzek erakutsi zuten CMCLi-1, CMC-LI-2 eta PVDFren erresistentziak 0,3154 mn · m eta 0,2634 mn izan zirela, hurrenez hurren. M eta 20.0365 mn · m, PVDF-ren erresistentzia CMCLi baino handiagoa dela adieraziz, CMC-Li-ren eroankortasuna PVDFena baino hobea da, eta CMCLi.1 eroankortasuna CMCLI.2 baino txikiagoa da.

2.3)Errendimendu elektrokimikoa

FM Courtsel et al. Poly-sulfonatoaren (AQ) oinarritutako elektrodoen kurba ziklikoak aztertu zituen, sintrosoak erabiltzen direnean. Lotura ezberdinek oxidazio eta murrizketa erreakzio desberdinak dituzte, beraz, potentzial gailurra desberdina da. Horien artean, CMCLIren oxidazio potentziala 2.15v da, eta murrizketa potentziala 2.55v da. PVDFren oxidazio potentzialtasuna eta murrizketa potentziala 2.605 V eta 1.950 V izan ziren hurrenez hurren. Aurreko bi aldiz, oxidazio-murrizketa gailurraren gailurrarekin alderatuta, Oxidazio-murrizketa gailurraren aldea CMCLI aglutinatzaileek baino txikiagoa izan zenean, PVDF erabili zenean, erreakzioa gutxiago oztopatu eta CMCLI aglutinatzaileagoa izan zen adieraziz oxidazio-murrizketa erreakzioaren agerraldia.

2. Aplikazioaren efektua eta CMC-ren mekanismoa

1) Eskaera efektua

PJ Suo et al. SI / C-k material konposatuen errendimendu elektrokimikoa ikasi zuen PVDF eta CMC-k sintomak erabiltzen zituenean, eta CMC-k erabilitako bateriak 700mAH / G-ko gaitasun berdina izan zuen lehenengo aldiz eta oraindik 597mAH / G izan zen 4O ziklo ondoren pvdf erabiliz bateriaren gainetik zegoen. JH Lee et al. CMC-k grafito esekiduraren egonkortasuna aztertu zuen eta etetearen kalitate likidoa DS-k zehaztu zuen. DS baxuan, CMC-k propietate hidrofobo sendoak ditu eta grafitoaren gainazalarekin erreakzioa handitu dezake ura euskarri gisa erabiltzen denean. CMC-k silizioaren propietate ziklikoen egonkortasuna mantentzeko abantailak ditu. Nio elektrodoak kontzentrazio ezberdinekin prestatu ziren (0,1Moul, 0,3mol / L) CMC eta PVDFko aglutinatzailearekin, eta 1,5-3,5V-tan kobratu eta deskargatu ziren 0,1C-ko korrontearekin. Lehenengo zikloan, PVDF aglutinatzaileen zelularen ahalmena CMCko Bondaren Zelularena baino handiagoa zen. Ziklo kopurua lo dagoenean, PVDFko aglutinaren isurketa ahalmena gutxitzen da, jakina. 4JD zikloen ondoren, 0,1movl, 0,3Moul eta 0,5Movlpvdf-ko azalera espezifikoak 250mAM / G, 157MATV 'G eta 102MAH / G-ra murriztu ziren, hurrenez hurren: 0,1 mol / l, 0,3 mol / l eta 0,5 mol / lcmc aglutin egon ziren 698mAH / G, 555mAH / G eta 550mAH / G, hurrenez hurren.

Cmc aglutinoa liti0-n erabiltzen da. : eta sno2 nanopartikulak industria ekoizpenean. CMC LifePo4 eta LIFC gisa erabiltzea material aktibo positibo eta negatibo gisa, hurrenez hurren, eta Pyr14FS1 sugar retardant elektrolyte gisa erabiliz, bateria 150 aldiz zikloatu zen 0,1C-ko egun korronte batean, 1,5V ~ 3,5V tenperatura tenperaturan eta berariazko positiboan Kapazia 140mAh / G mantendu zen. CMCko hainbat gatz metalien artean, CMCLI-k beste metal ioiak aurkezten ditu, "truke-erreakzioa (VII)" inhibitu dezaketen zirkulazioan elektrolitoan.

2) Errendimenduaren hobekuntza mekanismoa

CMC Li Liinder-ek AQ base elektrodoen errendimendu elektrokimikoa hobetu dezake litio-baterian. M. E et al. -4 Mekanismoari buruzko aurretiazko azterketa egin zuen eta AQ elektrodoan CMC-Li-ren banaketaren eredua proposatu zuen. CMCLIren errendimendu ona OH batek sortutako hidrogeno-bonuen lotura-efektu sendoa da, eta horrek sare egituren eraketa eraginkorra laguntzen du. CMC-LI hidrofilikoa ez da elektrolito organikoan disolbatuko, beraz, egonkortasun ona du baterian, eta elektrodoen egiturari atxikimendu sendoa du eta horrek bateriak egonkortasun ona du. CMC-Li Agintarioak Li eroankortasuna du CMC-Li kate molekularrean talde funtzional ugari baitago. Alta garaian, bi substantzia eraginkorren iturri daude Li-rekin: (1) elektrolitoan; (2) Li substantzia aktiboaren erdigune eraginkorraren inguruan CMC-Li kate molekularrean.

Carboxymethyl CMC-Li aglotzeko hidroxilo talde eta hidroxil taldearen erreakzioak lotura kobalenteak osatuko ditu; Eremu elektrikoaren indarraren ekintzapean, kate molekularra edo aldameneko kate molekularra transferi ditzakezu, hau da, katearen egitura molekularra ez da hondatuko; Azkenean, LJ-k AQ partikularekin lotuko du. Horrek adierazten du CMCLIren aplikazioak Li-ren transferentzia-eraginkortasuna hobetzen ez ezik, AQ-ren erabilera-tasa ere hobetzen duela. Zenbat eta handiagoa izan Ch: Cooli eta 10li kate molekularrean, Errauskin Li transferentzia. M. Arrmand et al. Uste zuen -Cooh edo Oh-eko konposatu organikoek 1 LIrekin erreakziona dezaketela hurrenez hurren eta 1 c00li edo 1 0li potentzial txikian ekoizten dute. Cmcli aglutinatzaileen elektrodoaren mekanismoa areagotzeko, CMC-LI-1 material aktibo gisa erabili zen eta antzeko ondorioak lortu ziren. LI-k CMC Li-rekin 0h-rekin erreakzionatzen du eta CMC Li-rekin batera eta COI-ri eta 0 "jorratzen ditu hurrenez hurren, ekuazioetan erakusten den moduan (1) eta (2)

Ch, Cooli eta Oli kopuru gisa handitzen da, CMC-Li-ren DS handitzen da. Horrek erakusten du AQ partikulen gainazaleko aglutinaz osatutako geruza organikoa egonkorragoa eta errazagoa dela Li transferitzeko. CMCLi polimero eroale bat da, Li-ren garraio bide bat eskaintzen duen AQ partikulen azalera iristeko. CMCLI Loturak eroalitate elektroniko eta ioniko ona dute, eta horrek errendimendu elektrokimiko onak eta CMCLI elektrodoen ziklo luzeko bizitza ona da. Js bridel et al. Litio ioi bateriaren anodoa prestatu zuen silizio / karbono / polimero konposatu materialekin loturarik ezberdinekin. Silizioaren eta polimeroaren arteko elkarreraginaren eragina bateriaren errendimendu orokorrean izan da, eta CMCk aglutinatzaile gisa erabiltzen denean aurkitu zuenean. Silizioaren eta CMCren arteko hidrogeno lotura sendoa dago, auto-sendatzeko gaitasuna duena eta materialaren estresa gero eta handiagoa den estresa doitzeko materialaren egituraren egonkortasuna mantentzeko. CMC aglutinatzaile gisa, silizio anodoaren edukiera 1000mAH / G baino gehiagotan mantendu daiteke gutxienez 100 ziklotan, eta Coulomb eraginkortasuna% 99,9koa da.

3, Ondorioa

Laborgailu gisa, CMC material mota desberdinetan erabil daiteke, hala nola, grafito naturala, Meso-faseko karbono mikrospheres (MCMB), Litio Titanatean, Latioan oinarritutako silizioan oinarritutako andearen materiala eta litio burdina fosfato anodoaren materiala, bateria hobetu dezakeena Gaitasuna, zikloaren egonkortasuna eta zikloaren bizitza PYDFrekin alderatuta. Onuragarria da egonkortasun termikoarentzat, eroankortasun elektrikoaren eta CMC materialen propietate elektrokimikoentzat. CMC-k bi mekanismo nagusi daude litio ioi baterien errendimendua hobetzeko:

(1) CMCren lotura-errendimendu egonkorrak beharrezko baldintza bat sortzen du bateriaren errendimendu egonkorra lortzeko;

(2) CMC-k elektroi eta ioi eroale ona du eta LI transferentzia sustatu dezake