CMC notar í rafhlöðuiðnaði

Hvað er natríum karboxýmetýl sellulósa?

Natríum karboxýmetýl sellulósa, (einnig kallað: karboxýmetýl sellulósa natríumsalt, karboxýmetýlsellulósa, CMC, karboxýmetýl, sellulósatíum, natríumsaltofcaboxýmetýlsellulósi) er mest notaða tegund af trefjum heimsins, skammt af hámarki.

CMC-NA er sellulósaafleiðu með fjölliðunargráðu 100 ~ 2000 og mólmassa 242,16. Hvítt trefja eða kornduft. Lyktarlaus, bragðlaus, bragðlaus, hygroscopic, óleysanleg í lífrænum leysum. Þessi grein aðallega til að skilja beitingu natríum karboxýmetýlsellulósa í smáatriðum litíum jón rafhlöðu.

Framfarir í notkun natríum karboxýmetýlsellulósa CMCÍ litíum jón rafhlöðum

Sem stendur er pólývínýliden flúoríð [PVDF, (CH: A CF :)] mikið notað sem bindiefni við framleiðslu á litíumjónarafhlöðum. . PVDF er ekki aðeins dýrt, þarf einnig að nota við notkun sprengiefnis, vinalegt við umhverfi lífrænna leysiefna, svo sem N metýl sem alkan ketón (NMP) og kröfur um loft í loftinu fyrir framleiðsluferlið stranglega, einnig auðveldlega með innbyggð Metal litíum, litíum grafít aukamaður, sérstaklega við ástand háhitastigs, sjálfsprottin hætta á hitauppstreymi. Natríum karboxýmetýl sellulósa (CMC), vatnsleysanlegt bindiefni, er notað í staðinn fyrir PVDF fyrir rafskaut efni, sem getur forðast notkun NMP, dregið úr kostnaði og dregið úr umhverfismengun. Á sama tíma þarf framleiðsluferlið ekki raka umhverfisins, heldur getur það einnig bætt getu rafhlöðunnar, lengja hringrásarlífið. Í þessari grein var farið yfir hlutverk CMC í afköstum litíumjónarafhlöðu og var dregið saman fyrirkomulag CMC sem bætt var afköst rafhlöðunnar frá þætti hitauppstreymis, rafleiðni og rafefnafræðilegra eiginleika.

1. uppbygging og afköst CMC

1) CMC uppbygging

CMC er almennt flokkað eftir mismunandi gráðu af stað (DS) og formgerð og frammistaða vöru hefur mikil áhrif á DS. LXIE o.fl. rannsakaði CMC með DS af mismunandi H pörum af Na. Niðurstöður SEM greiningar sýndu að CMC-LI-1 (DS = 1,00) kynnti kornbyggingu og CMC-LI-2 (DS = 0,62) kynnti línulega uppbyggingu. Rannsóknir M. E o.fl. sönnuðu að CMC. Styren butadiene gúmmí (SBR) getur hindrað þéttingu Li: O og stöðugleika uppbyggingu viðmótsins, sem er gagnlegt fyrir rafefnafræðilega afköst.

2) Árangur CMC

2.1)Varma stöðugleiki

ZJ Han o.fl. rannsakaði hitauppstreymi mismunandi bindiefna. Mikilvægur hitastig PVDF er um 4500C. Þegar 500 ℃ nær 500 ℃ á sér stað skjótt niðurbrot og massinn minnkar um 70%. Þegar hitastigið náði 600 ℃ minnkaði massinn enn frekar um 70%. Þegar hitastigið náði 300OC minnkaði massi CMC-LI um 70%. Þegar hitastigið náði 400 ℃ minnkaði massi CMC-LI um 10%. Auðveltara er CMCLI brotið niður en PVDF í lok rafhlöðunnar.

2.2)Rafleiðni

S. Chou o.fl. Niðurstöður prófa sýndu að viðnám CMCLI-1, CMC-LI-2 og PVDF var 0,3154 mn · m og 0,2634 mn, í sömu röð. M og 20.0365 mn · m, sem gefur til kynna að viðnám PVDF er hærra en CMCLI, er leiðni CMC-LI betri en PVDF og leiðni CMCLI.1 er lægri en CMCLI.2.

2.3)Rafefnafræðileg frammistaða

FM Courtel o.fl. rannsakaði hringlaga voltammetry ferla af fjöl-súlfónati (AQ) byggðum rafskautum þegar mismunandi bindir voru notaðir. Mismunandi bindiefni hafa mismunandi oxunar- og minnkunarviðbrögð, þannig að hámarks möguleiki er mismunandi. Meðal þeirra er oxunarmöguleiki CMCLI 2,15V og minnkunarmöguleiki er 2,55V. Oxunarmöguleiki og minnkunarmöguleiki PVDF voru 2,605 V og 1.950 V í sömu röð. Í samanburði við hringlaga voltammetry ferla fyrri sinnum var hámarks möguleiki munur á oxunar-minnkun hámarkinu þegar CMCLI bindiefni var notað minni en að þegar PVDF var notaður, sem benti til þess að viðbrögðin væru minna hindruð og CMCLI bindiefni var meira til þess fallið að til að stuðla að því Tilkoma oxunar-minnkunarviðbragða.

2. Notkunaráhrif og fyrirkomulag CMC

1) Umsóknaráhrif

PJ Suo o.fl. rannsakaði rafefnafræðilega afköst Si/C samsettra efna þegar PVDF og CMC voru notaðir sem bindiefni og kom í ljós að rafhlaðan með CMC hafði afturkræf sérstaka afkastagetu 700mAh/g í fyrsta skipti og hafði enn 597mAh/g eftir 4o lotur, sem sem sem eru var betri en rafhlaðan með PVDF. JH Lee o.fl. rannsakaði áhrif DS CMC á stöðugleika grafítfjöðrunar og taldi að vökvagæði sviflausnar væru ákvörðuð af DS. Við lága DS hefur CMC sterka vatnsfælna eiginleika og getur aukið viðbrögðin við grafít yfirborð þegar vatn er notað sem miðill. CMC hefur einnig yfirburði við að viðhalda stöðugleika hringlaga eiginleika kísils - tini verksmiðju rafskautaverksmiðju. NIO rafskautin voru framleidd með mismunandi styrk (0,1moul, 0,3 mól/l og 0,5 mól/l) CMC og PVDF bindiefni og hlaðin og losuð við 1,5-3,5V með straumi 0,1C. Á fyrstu lotu var afkastageta PVDF bindiefnafrumunnar hærri en í CMC bindiefni. Þegar fjöldi lotna nær LO, lækkar losunargeta PVDF bindiefnis augljóslega. Eftir 4JD lotur lækkaði sérstök losunargeta 0,1 movl, 0,3Moul og 0,5Movlpvdf bindiefni í 250mAH/g, 157Matv 'G og 102MAH/g, í sömu röð: losun sértæks rafhlöður með 0,1 mól/l, 0,3 mól/l/l og 0,5 mól/LCMC bindiefni var haldið við 698mAH/g, 555MAH/g og 550mAH/g, í sömu röð.

CMC bindiefni er notað á Liti0. : og SNO2 nanoparticles í iðnaðarframleiðslu. Með því að nota CMC sem bindiefni, LIFEPO4 og Li4TI50L2 sem jákvætt og neikvætt virk efni, hver um sig, og með því að nota Pyr14FS1 sem logavarnar salta, var rafhlaðan hjólað 150 sinnum við straum 0,1C við 1,5V ~ 3,5V við hitastigið og jákvæða sértækið Þéttni var haldið við 140mAh/g. Meðal ýmissa málmsölt í CMC kynnir CMCLI aðrar málmjónir, sem geta hindrað „skiptisviðbrögð (VII)“ í salta meðan á blóðrás stendur.

2) Verkunarháttur frammistöðu

CMC Li bindiefni getur bætt rafefnafræðilega afköst AQ grunn rafskauts í litíum rafhlöðu. M. E o.fl. -4 framkvæmdi frumrannsókn á vélbúnaðinum og lagði til líkan af dreifingu CMC-LI í AQ rafskautinu. Góð afköst CMCLI kemur frá sterkum tengingaráhrifum vetnistenginga sem framleidd eru af OH, sem stuðlar að skilvirkri myndun möskvabygginga. Vatnssækið CMC-LI mun ekki leysast upp í lífrænum salta, þannig að það hefur góðan stöðugleika í rafhlöðunni og hefur sterka viðloðun við rafskautsbygginguna, sem gerir rafhlöðuna hafa góðan stöðugleika. CMC-LI bindiefni hefur góða LI leiðni vegna þess að það er mikill fjöldi hagnýtra hópa á sameindakeðju CMC-LI. Við útskrift eru tvær heimildir um árangursrík efni sem starfa með Li: (1) Li í salta; (2) Li á sameindakeðju CMC-LI nálægt virku miðju virka efnisins.

Viðbrögð hýdroxýlhóps og hýdroxýlhóps í karboxýmetýl CMC-LI bindiefni mynda samgild tengsl; Undir aðgerð rafsvæðisins getur U flutt á sameindakeðjuna eða aðliggjandi sameindakeðju, það er að sameinda keðjubyggingin verður ekki skemmd; Að lokum mun LJ tengjast AQ ögninni. Þetta bendir til þess að beiting CMCLI bæti ekki aðeins flutnings skilvirkni Li, heldur bætir einnig nýtingarhlutfall AQ. Því hærra sem innihald CH: Cooli og 10Li í sameindakeðjunni, auðveldari Li flutningur. M. Arrmand o.fl. taldi að lífræn efnasambönd af -CooH eða OH gætu brugðist við 1 li og framleitt 1 C00li eða 1 0Li við litla möguleika. Til að kanna frekar fyrirkomulag CMCLI bindiefnis í rafskautinu var CMC-LI-1 notað sem virkt efni og svipaðar ályktanir fengust. Li bregst við einum CH, COOH og einum 0H frá CMC Li og býr til CH: Cooli og einn 0 “, eins og sýnt er í jöfnum (1) og (2)

Þegar fjöldi CH, Cooli og Oli eykst eykst DS CMC-LI. Þetta sýnir að lífræna lagið sem samanstendur aðallega af yfirborðsbindiefni AQ agna verður stöðugra og auðveldara að flytja Li. CMCLI er leiðandi fjölliða sem veitir flutningsleið fyrir Li til að komast á yfirborð AQ agna. CMCLI bindiefni hafa góða rafræna og jónandi leiðni, sem hefur í för með sér góða rafefnafræðilega frammistöðu og langan hringrás CMCLI rafskauta. JS Bridel o.fl. útbjó rafskaut litíumjónarafhlöðu með því að nota kísil/kolefni/fjölliða samsett efni með mismunandi bindiefni til að kanna áhrif samspils kísils og fjölliða á heildarafköst rafhlöðunnar og komst að því að CMC hafði besta árangur þegar hann var notaður sem bindiefni. Það er sterk vetnistengi milli kísils og CMC, sem hefur sjálfheilandi getu og getur aðlagað vaxandi álag efnisins meðan á hjólreiðaferlinu stendur til að viðhalda stöðugleika efnisuppbyggingarinnar. Með CMC sem bindiefni er hægt að geyma afkastagetu sílikonskóla yfir 1000mAH/g í að minnsta kosti 100 lotur og Coulomb skilvirkni er nálægt 99,9%.

3, niðurstaða

Sem bindiefni er hægt að nota CMC efni í mismunandi gerðum rafskautsefna, svo sem náttúrulegs grafít, mesó-fasa kolsýru (MCMB), litíum títanat, tin byggð kísil byggð rafskautaverksmiðju og litíum járnfosfat rafskautaverksmiðju, sem getur bætt rafhlöðu rafhlöðuna getu, stöðugleika hringrásar og hringrásarlíf samanborið við PYDF. Það er gagnlegt fyrir hitauppstreymi, rafleiðni og rafefnafræðilega eiginleika CMC efna. Það eru tveir meginaðferðir fyrir CMC til að bæta afköst litíumjónarafhlöður:

(1) stöðugur tengingarafköst CMC skapar nauðsynlega forsendu til að fá stöðugan rafhlöðuafköst;

(2) CMC hefur góða rafeinda- og jónaleiðni og getur stuðlað að flutningi Li