CMC בדרגת סוללה

תאית קרבוקסימתיל בדרגת סוללה (CMC) היא סוג מיוחד של CMC המשמש כחומר מקשר ועיבוי בייצור סוללות ליתיום-יון (LIBs). LIBs הם סוללות נטענות הנפוצות בשימוש במכשירים אלקטרוניים ניידים, כלי רכב חשמליים ומערכות אחסון אנרגיה בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה וחיי המחזור הארוכים שלהן. CMC בדרגת סוללה ממלא תפקיד מכריע בתהליך ייצור האלקטרודות של LIBs, במיוחד בייצור של אלקטרודות הן לקתודה והן לאנודה.

פונקציות ומאפיינים של CMC בדרגת סוללה:

1. קלסר: CMC בדרגת סוללה פועל כחומר מקשר שעוזר להחזיק את חומרי האלקטרודה הפעילים (כגון תחמוצת ליתיום קובלט לקתודות וגרפיט לאנודות) יחד ולהדביק אותם למצע קולט הזרם (בדרך כלל רדיד אלומיניום לקתודות ורדיד נחושת לאנודות ). זה מבטיח מוליכות חשמלית טובה ויציבות מכנית של האלקטרודה.
2. חומר עיבוי: CMC בדרגת סוללה משמש גם כחומר עיבוי בפורמולציה של תמיסת האלקטרודות. זה עוזר לשלוט בצמיגות ובתכונות הריאולוגיות של התרחיץ, ומאפשר ציפוי אחיד והשקעת חומר האלקטרודה על אספן הזרם. זה מבטיח עובי וצפיפות אלקטרודה עקביים, שהם קריטיים להשגת ביצועי סוללה אופטימליים.
3. מוליכות יונית: CMC בדרגת סוללה עשוי להשתנות או לנסח במיוחד כדי לשפר את המוליכות היונית שלו בתוך האלקטרוליט של הסוללה. זה יכול לשפר את הביצועים האלקטרוכימיים הכוללים ואת היעילות של סוללת הליתיום-יון.
4. יציבות אלקטרוכימית: CMC בדרגת סוללה נועד לשמור על שלמותה המבנית ועל היציבות האלקטרוכימית שלה לאורך אורך החיים של הסוללה, אפילו בתנאי הפעלה קשים כגון טמפרטורות גבוהות וקצבי רכיבה על אופניים. זה מבטיח אמינות ובטיחות לטווח ארוך של הסוללה.

תהליך ייצור:

CMC בדרגת סוללה מיוצר בדרך כלל באמצעות שינוי כימי של תאית, פוליסכריד טבעי המופק מסיבים צמחיים. קבוצות הקרבוקסימטיל (-CH2COOH) מוכנסות אל עמוד השדרה התאית באמצעות סדרה של תגובות כימיות, וכתוצאה מכך נוצרת תאית קרבוקסימטיל. ניתן להתאים את מידת החלפת הקרבוקסימטיל והמשקל המולקולרי של ה-CMC כדי לעמוד בדרישות הספציפיות של יישומי סוללת ליתיום-יון.

יישומים:

CMC בדרגת סוללה משמשת בעיקר בייצור אלקטרודות לסוללות ליתיום-יון, כולל תצורות גליליות ותאי כיס. הוא משולב בפורמולציה של תרחיץ האלקטרודות יחד עם רכיבים אחרים כגון חומרי אלקטרודה פעילים, תוספים מוליכים וממיסים. לאחר מכן מצופה תרחית האלקטרודה על מצע קולט הזרם, מיובשת ומורכבת לתא הסוללה הסופי.

יתרונות:

1. ביצועי אלקטרודה משופרים: CMC בדרגת סוללה מסייע לשפר את הביצועים האלקטרוכימיים, יציבות הרכיבה ויכולת הקצב של סוללות ליתיום-יון על ידי הבטחת ציפוי אלקטרודה אחיד והיצמדות חזקה בין חומרים פעילים וקולטי זרם.
2. בטיחות ואמינות משופרות: השימוש ב-CMC באיכות גבוהה בדרגת סוללה עם מאפיינים מותאמים תורם לבטיחות, לאמינות ולאורך החיים של סוללות ליתיום-יון, ומפחית את הסיכון של דלמינציה של אלקטרודות, קצרים ואירועי בריחה תרמית.
3. ניסוחים מותאמים אישית: ניתן להתאים ניסוח CMC בדרגת סוללה כדי לעמוד בדרישות וביעדי הביצועים הספציפיים של כימיה, יישומים ותהליכי ייצור שונים של סוללות.

לסיכום, קרבוקסימתיל תאית בדרגת סוללה (CMC) הוא חומר מיוחד הממלא תפקיד קריטי בייצור סוללות ליתיום-יון בעלות ביצועים גבוהים. תכונותיו הייחודיות כחומר מקשר וכחומר עיבוי תורמות ליציבות, ליעילות ולבטיחות של אלקטרודות סוללות ליתיום-יון, ומאפשרות קידום טכנולוגיות אנרגיה נקייה וניידות חשמלית.