CMC notar í rafhlöðuiðnaði

Hvað er natríumkarboxýmetýl sellulósa?

Natríum karboxýmetýl sellulósa, (einnig kallað: karboxýmetýl sellulósa natríumsalt, karboxýmetýl sellulósa, CMC, karboxýmetýl, sellulósaNatríum, natríumsalti kaboxýmetýlsellulósa) er mest notaða trefjategund í heimi, hámarksskammtur.

Cmc-na er sellulósaafleiða með fjölliðunargráðu 100~2000 og mólmassa 242,16. Hvítt trefja- eða kornduft. Lyktarlaust, bragðlaust, bragðlaust, rakaljós, óleysanlegt í lífrænum leysum. Þessi grein er aðallega til að skilja notkun natríumkarboxýmetýlsellulósa í smáatriðum um litíumjónarafhlöður.

Framfarir í notkun natríumkarboxýmetýlsellulósa CMCí litíumjónarafhlöðum

Sem stendur er pólývínýlídenflúoríð [pVDF, (CH: A CF:)] mikið notað sem bindiefni við framleiðslu á litíumjónarafhlöðum. . PVDF er ekki aðeins dýrt, þarf einnig að nota í því ferli að nota sprengiefni, vingjarnlegt umhverfi lífrænna leysiefna, svo sem N metýl sem alkan ketón (NMp) og loft raka kröfur fyrir framleiðsluferli stranglega, einnig auðveldlega með embed in. málm litíum, litíum grafít aukaverkun, sérstaklega í ástandi við háan hita, sjálfkrafa hætta á hitauppstreymi. Natríumkarboxýmetýlsellulósa (CMC), vatnsleysanlegt bindiefni, er notað sem staðgengill pVDF fyrir rafskautsefni, sem getur forðast notkun NMp, dregið úr kostnaði og dregið úr umhverfismengun. Á sama tíma þarf framleiðsluferlið ekki rakastig í umhverfinu, en getur einnig bætt getu rafhlöðunnar, lengt líftíma hringrásarinnar. Í þessari grein var hlutverk CMC í frammistöðu litíumjónarafhlöðu endurskoðað og aðferð CMC sem bætir rafhlöðuafköst var tekin saman út frá þáttum hitastöðugleika, rafleiðni og rafefnafræðilegra eiginleika.

1. Uppbygging og árangur CMC

1) CMC uppbygging

CMC er almennt flokkað eftir mismunandi stigum útskipta (Ds), og formgerð vörunnar og frammistaða hafa mikil áhrif á Ds. LXie o.fl. rannsakað THE CMC með D af mismunandi H pörum af Na. Niðurstöður SEM greiningar sýndu að CMC-Li-1 (Ds = 1,00) sýndi kornlaga uppbyggingu og CMC-Li-2 (Ds = 0,62) sýndi línulega uppbyggingu. Rannsóknir M. E o.fl. sönnuðu að CMC. Stýren bútadíen gúmmí (SBR) getur hamlað þéttingu Li: O og komið á stöðugleika viðmótsbyggingarinnar, sem er gagnlegt fyrir rafefnafræðilegan árangur.

2) CMC árangur

2.1)Hitastöðugleiki

Zj Han o.fl. rannsakað varmastöðugleika mismunandi bindiefna. Mikilvægi hitastig pVDF er um 4500C. Þegar 500 ℃ er náð, á sér stað hratt 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%. CMCLi er auðveldara að brjóta niður en pVDF við lok endingartíma rafhlöðunnar.

2.2)Rafleiðni

S. Chou o.fl. Prófunarniðurstöður 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 sé hærra en CMCLi, leiðni CMC-LI er betri en pVDF og leiðni CMCLI.1 er lægri en CMCLI.2.

2.3)Rafefnafræðileg frammistaða

FM Courtel o.fl. rannsakað hringlaga rafmælingaferla pólýsúlfónats (AQ) byggðra rafskauta þegar mismunandi bindiefni voru notuð. Mismunandi bindiefni hafa mismunandi oxunar- og afoxunarviðbrögð, þannig að hámarksmöguleikinn er mismunandi. Meðal þeirra er oxunargeta CMCLi 2,15V og minnkunarmöguleikinn er 2,55V. Oxunarmöguleiki og minnkunarmöguleiki pVDF voru 2.605 V og 1.950 V í sömu röð. Samanborið við hringlaga rafmælingaferilinn í tvö tímabil þar á undan var hámarksmöguleikamunur oxunar-afoxunartoppsins þegar CMCLi bindiefni var notað minni en þegar pVDF var notað, sem gefur til kynna að hvarfið hafi verið minna hindrað og CMCLi bindiefni var meira til þess fallið að tilvik oxunar-afoxunarhvarfa.

2. Umsóknaráhrif og vélbúnaður CMC

1) Umsóknaráhrif

Pj Suo o.fl. rannsakað rafefnafræðilega frammistöðu Si/C samsettra efna þegar pVDF og CMC voru notuð sem bindiefni, og komst að því að rafhlaðan sem notaði CMC hafði afturkræfa sértæka getu upp á 700mAh/g í fyrsta skipti og hafði enn 597mAh/g eftir 4O lotur, sem var betri en rafhlaðan með því að nota pVDF. Jh Lee o.fl. rannsakað áhrif Ds of CMC á stöðugleika grafítsviflausnar og taldi að vökvagæði sviflausnar væru ákvörðuð af Ds. Við lágan DS hefur CMC sterka vatnsfælin eiginleika og getur aukið viðbrögð við grafítyfirborði þegar vatn er notað sem miðill. CMC hefur einnig kosti við að viðhalda stöðugleika hringlaga eiginleika kísils – tin ál rafskautsefna. NiO rafskautin voru útbúin með mismunandi styrkleika (0,1 mól/l og 0,5 mól/l) CMC og pVDF bindiefni, og hlaðin og afhleðsluð við 1,5-3,5V með 0,1c straumi. Í fyrstu lotunni var getu pVDF bindifrumu meiri en CMC bindifrumu. Þegar fjöldi lota nær lO minnkar losunargeta pVDF bindiefnis augljóslega. Eftir 4JD lotur minnkaði sértæk losunargeta 0,1movL, 0,3MOUL og 0,5MovLPVDF bindiefna í 250mAh/g, 157mAtv 'g og 102mAh/g, í sömu röð: Afhleðslugeta rafhlöðu með 0,1 mAh/mL. og 0,5 mAh/LCMC bindiefni var haldið við 698mAh/g, 555mAh/g og 550mAh/g, í sömu röð.

CMC bindiefni er notað á LiTI0. : og SnO2 nanóagnir í iðnaðarframleiðslu. Með því að nota CMC sem bindiefni, LiFepO4 og Li4TI50l2 sem jákvæð og neikvæð virk efni, í sömu röð, og með því að nota pYR14FS1 sem logavarnarefni raflausn, var rafhlaðan hjóluð 150 sinnum á straumnum 0,1c við 1,5v ~ 3,5V við hitastig, og jákvæða sértæka raflausnina. rýmdinni var haldið við 140mAh/g. Meðal ýmissa málmsölta í CMC kynnir CMCLi aðrar málmjónir, sem geta hindrað „skiptaviðbrögð (vii)“ í raflausn meðan á blóðrás stendur.

2) Verkfæri til að bæta frammistöðu

CMC Li bindiefni getur bætt rafefnafræðilegan árangur AQ grunn rafskauts í litíum rafhlöðu. M. E o.fl. -4 gerði frumrannsókn á vélbúnaðinum og lagði til líkan af dreifingu CMC-Li í AQ rafskautinu. Góð frammistaða CMCLi kemur frá sterkum tengingaráhrifum vetnistengja sem myndast af OH, sem stuðlar að skilvirkri myndun möskvamannvirkja. Vatnssækið CMC-Li mun ekki leysast upp í lífræna raflausninni, þannig að það hefur góðan stöðugleika í rafhlöðunni og hefur sterka viðloðun við rafskautsbygginguna, sem gerir rafhlöðuna góðan stöðugleika. Cmc-li bindiefni hefur góða Li leiðni vegna þess að það er mikill fjöldi virkra hópa á sameindakeðju CMC-Li. Við losun eru tvær uppsprettur virkra efna sem verka með Li: (1) Li í raflausninni; (2) Li á sameindakeðju CMC-Li nálægt virka miðju virka efnisins.

Viðbrögð hýdroxýlhóps og hýdroxýlhóps í karboxýmetýl CMC-Li bindiefni mynda samgilt tengi; Undir virkni rafsviðskrafts getur U flutt á sameindakeðjuna eða aðliggjandi sameindakeðju, það er að sameindakeðjubyggingin verður ekki skemmd; Að lokum mun Lj tengjast AQ ögninni. Þetta gefur til kynna að notkun CMCLi bætir ekki aðeins flutningsskilvirkni Li, heldur bætir einnig nýtingarhlutfall AQ. Því hærra sem innihaldið er af cH: COOLi og 10Li í sameindakeðjunni, því auðveldara er að flytja Li. M. Arrmand o.fl. taldi að lífræn efnasambönd af -COOH eða OH gætu hvarfast við 1 Li í sömu röð og myndað 1 C00Li eða 1 0Li við lágan styrkleika. Til þess að kanna frekar virkni CMCLi bindiefnis í rafskaut var CMC-Li-1 notað sem virkt efni og svipaðar niðurstöður fengust. Li hvarfast við einn cH, COOH og einn 0H frá CMC Li og myndar cH: COOLi og einn 0 “, í sömu röð, eins og sýnt er í jöfnum (1) og (2)

Þegar fjöldi cH, COOLi og OLi eykst, eykst THE DS af CMC-Li. Þetta sýnir að lífræna lagið sem er aðallega samsett úr AQ ögnum yfirborðsbindiefni verður stöðugra og auðveldara að flytja Li. CMCLi er leiðandi fjölliða sem veitir Li flutningsleið til að ná yfirborði AQ agna. CMCLi bindiefni hafa góða raf- og jónaleiðni, sem leiðir til góðs rafefnafræðilegrar frammistöðu og langrar endingartíma CMCLi rafskauta. JS Bridel o.fl. útbjó rafskautið af litíumjónarafhlöðu með því að nota kísil/kolefni/fjölliða samsett efni með mismunandi bindiefnum til að rannsaka áhrif víxlverkunar milli kísils og fjölliða á heildarafköst rafhlöðunnar og komst að því að CMC hafði besta frammistöðu þegar það var notað sem bindiefni. Það er sterkt vetnistengi á milli kísils og CMC, sem hefur sjálfgræðandi getu og getur stillt aukið álag efnisins meðan á hjólaferli stendur til að viðhalda stöðugleika efnisbyggingarinnar. Með CMC sem bindiefni er hægt að halda getu kísilskautsins yfir 1000mAh/g í að minnsta kosti 100 lotum og coulomb skilvirkni er nálægt 99,9%.

3, niðurstaða

Sem bindiefni er hægt að nota CMC efni í mismunandi gerðir rafskautsefna eins og náttúrulegt grafít, mesófasa kolefnis örkúlur (MCMB), litíum títanat, tini byggt kísil byggt rafskaut efni og litíum járn fosfat rafskaut efni, sem getur bætt rafhlöðuna getu, stöðugleika hringrásar og líftíma miðað við pYDF. Það er gagnlegt fyrir varmastöðugleika, rafleiðni og rafefnafræðilega eiginleika CMC efna. Það eru tvær meginaðferðir fyrir CMC til að bæta árangur litíumjónarafhlöðu:

(1) Stöðugt tengingarárangur CMC skapar nauðsynlega forsendu til að fá stöðugan rafhlöðuafköst;

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