Су негізіндегі теріс электродтық материалдардың негізгі байланыстырғышы ретінде CMC өнімдерін отандық және шетелдік аккумулятор өндірушілері кеңінен пайдаланады. Тұтқырдың оңтайлы мөлшері салыстырмалы түрде үлкен батарея сыйымдылығын, ұзақ цикл мерзімін және салыстырмалы түрде төмен ішкі қарсылықты алуға болады.
Тұтқыр литий-ионды батареялардағы маңызды қосалқы функционалдық материалдардың бірі болып табылады. Ол бүкіл электродтың механикалық қасиеттерінің негізгі көзі болып табылады және электродты өндіру процесіне және батареяның электрохимиялық көрсеткіштеріне маңызды әсер етеді. Тұтқырдың өзі сыйымдылыққа ие емес және батареяда өте аз үлесті алады.
Жалпы байланыстырғыштардың адгезиялық қасиеттерінен басқа, литий-ионды аккумуляторлық электродты байланыстырғыш материалдар да электролиттің ісінуіне және коррозиясына, сондай-ақ зарядтау және разряд кезінде электрохимиялық коррозияға төтеп беруі керек. Ол жұмыс кернеуінің диапазонында тұрақты болып қалады, сондықтан литий-ионды аккумуляторлар үшін электродты байланыстырғыш ретінде пайдалануға болатын полимерлі материалдар көп емес.
Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын литий-ионды аккумуляторлық байланыстырғыштардың үш негізгі түрі бар: поливинилиден фториді (PVDF), стирол-бутадиенді каучук (SBR) эмульсиясы және карбоксиметил целлюлоза (CMC). Сонымен қатар, полиакрил қышқылы (PAA), полиакрилонитрил (PAN) бар су негізіндегі байланыстырғыштар және негізгі компоненттер ретінде полиакрилат белгілі бір нарықты алады.
Батарея деңгейіндегі CMC төрт сипаттамасы
Карбоксиметил целлюлозаның қышқылдық құрылымының суда нашар ерігіштігіне байланысты, оны жақсырақ қолдану үшін CMC аккумулятор өндірісінде өте кең қолданылатын материал болып табылады.
Су негізіндегі теріс электродтық материалдардың негізгі байланыстырғышы ретінде CMC өнімдерін отандық және шетелдік аккумулятор өндірушілері кеңінен пайдаланады. Тұтқырдың оңтайлы мөлшері салыстырмалы түрде үлкен батарея сыйымдылығын, ұзақ цикл мерзімін және салыстырмалы түрде төмен ішкі қарсылықты алуға болады.
CMC төрт сипаттамасы:
Біріншіден, CMC өнімді гидрофильді және еритін, суда толығымен еритін, бос талшықтар мен қоспаларсыз жасай алады.
Екіншіден, алмастыру дәрежесі біркелкі және тұтқырлық тұрақты, бұл тұрақты тұтқырлық пен адгезияны қамтамасыз ете алады.
Үшіншіден, құрамында металл иондары аз болатын жоғары таза өнімдерді шығару.
Төртіншіден, өнім SBR латексімен және басқа материалдармен жақсы үйлесімділікке ие.
Батареяда қолданылатын CMC натрий карбоксиметил целлюлозасы оның пайдалану әсерін сапалы түрде жақсартты және сонымен бірге оны ағымдағы пайдалану әсерімен жақсы пайдалану өнімділігін қамтамасыз етеді.
Батареялардағы CMC рөлі
ЦМС – әдетте табиғи целлюлозаны күйдіргіш сілтімен және монохлорсірке қышқылымен әрекеттесу арқылы дайындалатын целлюлозаның карбоксиметилденген туындысы және оның молекулалық массасы мыңнан миллионға дейін жетеді.
CMC - ақ немесе ашық сары түсті ұнтақ, түйіршікті немесе талшықты зат, оның гигроскопиялық қасиеті күшті және суда оңай ериді. Бейтарап немесе сілтілі болған кезде ерітінді тұтқырлығы жоғары сұйықтық болып табылады. Ұзақ уақыт бойы 80℃-тан жоғары қыздырса, тұтқырлығы төмендеп, суда ерімейтін болады. 190-205°С-қа дейін қыздырғанда қоңыр түске боялады, 235-248°С-қа дейін қыздырғанда карбонданады.
CMC қоюландыру, байланыстыру, суды ұстау, эмульсиялау және сулы ерітіндіде суспензия функцияларына ие болғандықтан, ол керамика, тамақ, косметика, полиграфия және бояу, қағаз жасау, тоқыма, жабындар, желімдер мен медицина салаларында кеңінен қолданылады. соңғы керамика және литий батареялары Өріс шамамен 7% құрайды, әдетте «өнеркәсіптік натрий глутаматы» деп аталады.
Атап айтқандаCMCбатареяда, CMC функциялары: теріс электродты белсенді материалды және өткізгіш агентті тарату; теріс электродты суспензияға қоюландыру және тұнбаға қарсы әсер ету; байланыстыруға көмектесу; электродты өңдеу өнімділігін тұрақтандыру және аккумулятор циклін жақсартуға көмектесу Өнімділік; полюс бөлігінің сығу беріктігін жақсарту және т.б.
CMC өнімділігі және таңдау
Электродты суспензияны жасау кезінде CMC қосу суспензияның тұтқырлығын арттырып, суспензияның шөгуіне жол бермейді. CMC натрий иондары мен аниондарын сулы ерітіндіде ыдыратады, ал CMC желімінің тұтқырлығы температураның жоғарылауымен төмендейді, ылғалды сіңіру оңай және икемділігі нашар.
CMC теріс электрод графитінің дисперсиясында өте жақсы рөл атқара алады. ЦМС мөлшері артқан сайын оның ыдырау өнімдері графит бөлшектерінің бетіне жабысады, ал графит бөлшектері электростатикалық күштің әсерінен бір-бірін итеріп, жақсы дисперсиялық әсерге қол жеткізеді.
CMC-тің айқын кемшілігі оның салыстырмалы түрде сынғыштығы болып табылады. Егер барлық CMC байланыстырғыш ретінде пайдаланылса, графит теріс электрод полюс бөлігін престеу және кесу процесі кезінде құлап, ұнтақтың айтарлықтай жоғалуына әкеледі. Сонымен қатар, CMC электрод материалдарының қатынасы мен рН мәніне қатты әсер етеді, ал электрод парағы зарядтау және разрядтау кезінде жарылып кетуі мүмкін, бұл батареяның қауіпсіздігіне тікелей әсер етеді.
Бастапқыда теріс электродтарды араластыру үшін пайдаланылған байланыстырғыш PVDF және басқа май негізіндегі байланыстырғыштар болды, бірақ қоршаған ортаны қорғау және басқа факторларды ескере отырып, теріс электродтар үшін су негізіндегі байланыстырғыштарды пайдаланудың негізгі бағыты болды.
Мінсіз байланыстырушы жоқ, физикалық өңдеуге және электрохимиялық талаптарға сәйкес келетін байланыстырғышты таңдап көріңіз. Литий батареясының технологиясының дамуымен, сондай-ақ шығындар мен қоршаған ортаны қорғау мәселелерімен су негізіндегі байланыстырғыштар май негізіндегі байланыстырғыштарды ауыстырады.
CMC екі негізгі өндірістік процесс
Әртүрлі эфирлік орталарға сәйкес, CMC өнеркәсіптік өндірісін екі санатқа бөлуге болады: су негізіндегі әдіс және еріткіш негізіндегі әдіс. Реакция ортасы ретінде суды қолданатын әдіс су ортасы әдісі деп аталады, ол сілтілі орта мен төмен сұрыпты CMC алу үшін қолданылады. Органикалық еріткішті реакция ортасы ретінде қолдану әдісі еріткіш әдісі деп аталады, ол орташа және жоғары сортты ЦМС алу үшін қолайлы. Бұл екі реакция илеу процесіне жататын және қазіргі уақытта ЦМС алудың негізгі әдісі болып табылатын илегіште жүзеге асырылады.
Су орта әдісі: бұрынғы өнеркәсіптік өндіріс процесі, әдіс сілтілі целлюлоза мен эфирлік агентті бос сілті мен су жағдайында әрекеттестіру болып табылады, ол жуғыш заттар мен тоқыма өлшемді агенттер сияқты орташа және төмен сортты CMC өнімдерін дайындау үшін қолданылады. . Су ортасы әдісінің артықшылығы - жабдыққа қойылатын талаптар салыстырмалы түрде қарапайым және құны төмен; кемшілігі сұйық ортаның көп мөлшерінің болмауына байланысты реакция нәтижесінде пайда болатын жылу температураны жоғарылатады және жанама реакциялардың жылдамдығын тездетеді, нәтижесінде эфирлеу тиімділігі төмен және өнім сапасы нашар болады.
Еріткіш әдісі; органикалық еріткіш әдісі ретінде де белгілі, ол реакция еріткішінің мөлшеріне сәйкес илеу әдісі және суспензия әдісі болып бөлінеді. Оның негізгі ерекшелігі сілтілену және эфирлену реакциялары реакция ортасы (еріткіш) ретінде органикалық еріткіш жағдайында жүзеге асады. Су әдісінің реакция процесі сияқты еріткіш әдісі де сілтілеу мен эфирленудің екі сатысынан тұрады, бірақ бұл екі кезеңнің реакция ортасы әртүрлі. Еріткіш әдістің артықшылығы су әдісіне тән сілтіні сіңіру, престеу, ұсақтау және қартаю процестерін өткізбейді, ал сілтілеу мен эфирлеудің барлығы илеуіште жүзеге асырылады; кемшілігі - температураның реттелуі салыстырмалы түрде нашар, ал кеңістік талаптары салыстырмалы түрде нашар. ,жоғары құны.
Жіберу уақыты: 05 қаңтар 2023 ж