CMC Binder-ի կիրառումը մարտկոցներում

Որպես ջրի վրա հիմնված բացասական էլեկտրոդների նյութերի հիմնական կապող նյութ, CMC արտադրանքը լայնորեն օգտագործվում է ներքին և արտասահմանյան մարտկոցների արտադրողների կողմից: Կապակցիչի օպտիմալ քանակությունը կարող է ձեռք բերել մարտկոցի համեմատաբար մեծ հզորություն, երկար ցիկլի կյանք և համեմատաբար ցածր ներքին դիմադրություն:

Ամրակիչը լիթիում-իոնային մարտկոցների կարևոր օժանդակ ֆունկցիոնալ նյութերից մեկն է: Այն ամբողջ էլեկտրոդի մեխանիկական հատկությունների հիմնական աղբյուրն է և կարևոր ազդեցություն ունի էլեկտրոդի արտադրության գործընթացի և մարտկոցի էլեկտրաքիմիական գործունեության վրա: Կապակցիչը ինքնին չունի հզորություն և շատ փոքր մասն է զբաղեցնում մարտկոցում:

Ի լրումն ընդհանուր կապակցիչների կպչուն հատկությունների, լիթիում-իոնային մարտկոցի էլեկտրոդների կապակցող նյութերը պետք է նաև կարողանան դիմակայել էլեկտրոլիտի այտուցվածությանը և կոռոզիային, ինչպես նաև դիմակայել էլեկտրաքիմիական կոռոզիային լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ: Այն մնում է կայուն աշխատանքային լարման տիրույթում, ուստի շատ պոլիմերային նյութեր չկան, որոնք կարող են օգտագործվել որպես լիթիում-իոնային մարտկոցների էլեկտրոդների կապող նյութեր:

Ներկայումս լայնորեն կիրառվում են լիթիում-իոնային մարտկոցների միացնող երեք հիմնական տեսակ՝ պոլիվինիլիդեն ֆտորիդ (PVDF), ստիրոլ-բուտադիեն ռետինե (SBR) էմուլսիա և կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզա (CMC): Բացի այդ, որոշակի շուկա են զբաղեցնում նաև պոլիակրիլաթթուն (PAA), ջրի վրա հիմնված կապակցիչները, որոնց հիմնական բաղադրիչներն են պոլիակրիլոնիտրիլը (PAN) և պոլիակրիլատը:

Մարտկոցի մակարդակի CMC-ի չորս բնութագրերը

Կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի թթվային կառուցվածքի ջրում թույլ լուծելիության պատճառով, այն ավելի լավ կիրառելու համար CMC-ն շատ լայնորեն օգտագործվող նյութ է մարտկոցների արտադրության մեջ:

Որպես ջրի վրա հիմնված բացասական էլեկտրոդների նյութերի հիմնական կապող նյութ, CMC արտադրանքը լայնորեն օգտագործվում է ներքին և արտասահմանյան մարտկոցների արտադրողների կողմից: Կապակցիչի օպտիմալ քանակությունը կարող է ձեռք բերել մարտկոցի համեմատաբար մեծ հզորություն, երկար ցիկլի կյանք և համեմատաբար ցածր ներքին դիմադրություն:

CMC-ի չորս բնութագրերն են.

Նախ, CMC-ն կարող է արտադրանքը դարձնել հիդրոֆիլ և լուծելի, ամբողջությամբ լուծելի ջրի մեջ, առանց ազատ մանրաթելերի և կեղտերի:

Երկրորդ՝ փոխարինման աստիճանը միատեսակ է, իսկ մածուցիկությունը՝ կայուն, ինչը կարող է ապահովել կայուն մածուցիկություն և կպչունություն։

Երրորդ, արտադրեք բարձր մաքրության արտադրանքներ ցածր մետաղական իոնների պարունակությամբ:

Չորրորդ, արտադրանքը լավ համատեղելի է SBR լատեքսի և այլ նյութերի հետ:

CMC նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզը, որն օգտագործվում է մարտկոցում, որակապես բարելավել է դրա օգտագործման էֆեկտը և միևնույն ժամանակ ապահովում է լավ օգտագործման արդյունավետություն՝ ներկայիս օգտագործման էֆեկտով:

CMC-ի դերը մարտկոցներում

CMC-ն ցելյուլոզայի կարբոքսիմեթիլացված ածանցյալ է, որը սովորաբար պատրաստվում է բնական ցելյուլոզին հակազդելով կաուստիկ ալկալիի և մոնոքլորքացախաթթվի հետ, և դրա մոլեկուլային զանգվածը տատանվում է հազարից մինչև միլիոն:

CMC-ն սպիտակից բաց դեղին փոշի է, հատիկավոր կամ մանրաթելային նյութ, որն ունի ուժեղ հիգրոսկոպիկություն և հեշտությամբ լուծվում է ջրի մեջ: Երբ այն չեզոք կամ ալկալային է, լուծումը բարձր մածուցիկությամբ հեղուկ է։ Եթե ​​այն երկար տաքացվի 80℃-ից բարձր, ապա մածուցիկությունը կնվազի և ջրի մեջ անլուծելի կլինի։ Այն շագանակագույն է դառնում 190-205°C տաքացնելիս, իսկ 235-248°C տաքացնելիս կարբոնանում է։

Քանի որ CMC-ն ունի խտացման, կապի, ջրի պահպանման, էմուլգացման և ջրային լուծույթում կասեցման գործառույթներ, այն լայնորեն օգտագործվում է կերամիկայի, սննդի, կոսմետիկայի, տպագրության և ներկման, թղթի արտադրության, տեքստիլի, ծածկույթների, սոսինձների և բժշկության ոլորտներում, բարձր... Վերջնական կերամիկա և լիթիումային մարտկոցներ Դաշտը կազմում է մոտ 7%, որը սովորաբար հայտնի է որպես «արդյունաբերական մոնոսոդիումի գլուտամատ»:

ԿոնկրետCMCմարտկոցի մեջCMC-ի գործառույթներն են՝ բացասական էլեկտրոդի ակտիվ նյութի և հաղորդիչ նյութի ցրումը. խտացնող և հականստվածքային ազդեցություն բացասական էլեկտրոդի ցեխի վրա; օժանդակ կապ; կայունացնելով էլեկտրոդի մշակման կատարումը և օգնելով բարելավել մարտկոցի ցիկլի կատարումը. բարելավել բևեռի կտորի կեղևի ուժը և այլն:

CMC-ի կատարումը և ընտրությունը

Էլեկտրոդի ցեխի պատրաստման ժամանակ CMC ավելացնելը կարող է մեծացնել ցեխի մածուցիկությունը և կանխել լուծույթի նստեցումը: CMC-ն ջրային լուծույթում քայքայելու է նատրիումի իոնները և անիոնները, իսկ CMC սոսինձի մածուցիկությունը կնվազի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, որը հեշտ է կլանել խոնավությունը և ունի վատ առաձգականություն:

CMC-ն կարող է շատ լավ դեր խաղալ բացասական էլեկտրոդի գրաֆիտի ցրման գործում: Քանի որ CMC-ի քանակությունը մեծանում է, դրա տարրալուծման արտադրանքը կպչում է գրաֆիտի մասնիկների մակերեսին, իսկ գրաֆիտի մասնիկները էլեկտրաստատիկ ուժի շնորհիվ կվանեն միմյանց՝ հասնելով լավ ցրման էֆեկտի:

CMC-ի ակնհայտ թերությունն այն է, որ այն համեմատաբար փխրուն է: Եթե ​​ամբողջ CMC-ն օգտագործվի որպես կապող նյութ, ապա գրաֆիտի բացասական էլեկտրոդը կփլուզվի բևեռի կտորի սեղմման և կտրման գործընթացում, ինչը կհանգեցնի փոշու լուրջ կորստի: Միևնույն ժամանակ, CMC-ի վրա մեծապես ազդում է էլեկտրոդի նյութերի և pH արժեքի հարաբերակցությունը, և էլեկտրոդի թերթիկը կարող է ճաքել լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ, ինչը ուղղակիորեն ազդում է մարտկոցի անվտանգության վրա:

Սկզբում բացասական էլեկտրոդների խառնման համար օգտագործվող կապակցիչը PVDF-ն էր և նավթի վրա հիմնված այլ կապակցիչները, սակայն հաշվի առնելով շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը և այլ գործոններ՝ բացասական էլեկտրոդների համար ջրի վրա հիմնված կապակցիչներ օգտագործելը դարձել է հիմնական:

Կատարյալ կապակցիչ գոյություն չունի, փորձեք ընտրել կապակցիչ, որը համապատասխանում է ֆիզիկական մշակման և էլեկտրաքիմիական պահանջներին: Լիթիումային մարտկոցների տեխնոլոգիայի զարգացման, ինչպես նաև ծախսերի և շրջակա միջավայրի պաշտպանության հետ կապված խնդիրների պատճառով ջրի վրա հիմնված կապակցիչները ի վերջո կփոխարինեն նավթի վրա հիմնված կապակցիչները:

CMC երկու հիմնական արտադրական գործընթաց

Ըստ տարբեր եթերիֆիկացման միջոցների՝ CMC-ի արդյունաբերական արտադրությունը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ ջրի վրա հիմնված մեթոդ և լուծիչի վրա հիմնված մեթոդ: Ջուրը որպես ռեակցիայի միջավայր օգտագործող մեթոդը կոչվում է ջրային միջավայրի մեթոդ, որն օգտագործվում է ալկալային միջին և ցածր աստիճանի CMC արտադրելու համար։ Օրգանական լուծիչը որպես ռեակցիայի միջավայր օգտագործելու մեթոդը կոչվում է լուծիչ մեթոդ, որը հարմար է միջին և բարձր կարգի CMC-ի արտադրության համար։ Այս երկու ռեակցիաները կատարվում են հունցիչում, որը պատկանում է հունցման գործընթացին և ներկայումս հանդիսանում է CMC-ի արտադրության հիմնական մեթոդը։

Ջրային միջավայրի մեթոդ. ավելի վաղ արդյունաբերական արտադրության գործընթաց, մեթոդը ալկալային ցելյուլոզայի և եթերիֆիկացման գործակալի արձագանքումն է ազատ ալկալիի և ջրի պայմաններում, որն օգտագործվում է միջին և ցածր կարգի CMC արտադրանքներ պատրաստելու համար, ինչպիսիք են լվացող միջոցները և տեքստիլի չափման միջոցները: Սպասեք: . Ջրային միջավայրի մեթոդի առավելությունն այն է, որ սարքավորումների պահանջները համեմատաբար պարզ են, իսկ արժեքը՝ ցածր. Թերությունն այն է, որ մեծ քանակությամբ հեղուկ միջավայրի բացակայության պատճառով ռեակցիայի արդյունքում առաջացած ջերմությունը մեծացնում է ջերմաստիճանը և արագացնում կողմնակի ռեակցիաների արագությունը, ինչը հանգեցնում է էթերիֆիկացման ցածր արդյունավետության և արտադրանքի վատ որակի:

վճարունակ մեթոդ; հայտնի է նաև որպես օրգանական լուծիչի մեթոդ, այն բաժանվում է հունցման մեթոդի և ցեխի մեթոդի՝ ըստ ռեակցիայի լուծիչի քանակի: Դրա հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ ալկալացման և եթերացման ռեակցիաները կատարվում են օրգանական լուծիչի պայմաններում՝ որպես ռեակցիայի միջավայր (լուծիչ): Ինչպես ջրային մեթոդի ռեակցիայի գործընթացը, լուծողական մեթոդը նույնպես բաղկացած է ալկալացման և եթերացման երկու փուլից, սակայն այս երկու փուլերի ռեակցիայի միջավայրը տարբեր է: Լուծիչների մեթոդի առավելությունն այն է, որ այն բաց է թողնում ջրի մեթոդին բնորոշ ալկալիների թրջման, սեղմման, մանրացման և ծերացման գործընթացները, իսկ ալկալացումն ու եթերիֆիկացումը կատարվում են հունցիչում. թերությունն այն է, որ ջերմաստիճանի կառավարելիությունը համեմատաբար վատ է, իսկ տարածության պահանջները՝ համեմատաբար վատ: , ավելի բարձր արժեք.