Wekî girêdana sereke ya materyalên elektrodê neyînî yên li ser bingeha avê, hilberên CMC bi berfirehî ji hêla hilberînerên baterî yên navxweyî û biyanî ve têne bikar anîn. Mîqdara optîmal ya binder dikare kapasîteya batterê ya nisbeten mezin, jiyana çerxa dirêj û berxwedana navxweyî ya nisbeten kêm bistîne.
Binder di bataryayên lîtium-ion de yek ji wan materyalên fonksiyonel ên girîng e. Ew çavkaniya sereke ya taybetmendiyên mekanîkî yên tevahiya elektrodê ye û bandorek girîng li ser pêvajoya hilberîna elektrodê û performansa elektrokîmyayî ya pîlê heye. Binder bixwe kapasîteya wê tune û di pîlê de rêjeyek pir piçûk digire.
Ji bilî taybetmendiyên adhesive yên binderên gelemperî, pêdivî ye ku materyalên girêdana elektrodê yên bataryaya lîtium-ionê jî bikaribin li hember werimandin û korozyona elektrolîtê bisekinin, û her weha di dema barkirin û dakêşanê de li hember korozyona elektrokîmyayî bisekinin. Ew di rêza voltaja xebatê de domdar dimîne, ji ber vê yekê gelek materyalên polîmer nîn in ku dikarin ji bo bataryayên lîtium-ion wekî girêdanên elektrodê werin bikar anîn.
Sê celebên sereke yên girêkên bataryayê yên lîtium-ion hene ku niha bi berfirehî têne bikar anîn: fluoride polyvinylidene (PVDF), emulsiyon styrene-butadiene rubber (SBR) û karboksymethyl cellulose (CMC). Digel vê yekê, asîda polyacrylic (PAA), girêkên li ser avê yên bi polyacrylonitrile (PAN) û polyacrylate wekî pêkhateyên sereke jî bazarek diyar digirin.
Çar taybetmendiyên CMC-asta bateriyê
Ji ber helbûna avê ya nebaş a strukturên asîdê yên karboksymethyl cellulose, ji bo ku ew çêtir were sepandin, CMC di hilberîna pîlê de materyalek pir berfireh tê bikar anîn.
Wekî girêdana sereke ya materyalên elektrodê neyînî yên li ser bingeha avê, hilberên CMC bi berfirehî ji hêla hilberînerên baterî yên navxweyî û biyanî ve têne bikar anîn. Mîqdara optîmal ya binder dikare kapasîteya batterê ya nisbeten mezin, jiyana çerxa dirêj û berxwedana navxweyî ya nisbeten kêm bistîne.
Çar taybetmendiyên CMC ev in:
Pêşîn, CMC dikare hilberê hîdrofîlîk û çareserker, bi tevahî di avê de, bêyî fîber û nepakiyên belaş bike.
Ya duyemîn, asta veguheztinê yekreng e û vîskozîtî stabîl e, ku dikare vîskozîtî û adhezîyonek domdar peyda bike.
Ya sêyemîn, hilberên paqijiya bilind bi naveroka îyona metalê ya kêm hilberînin.
Çaremîn, hilber bi latex SBR û materyalên din re hevahengiyek baş e.
CMC sodyum carboxymethyl cellulose ku di pîlê de tê bikar anîn bi kalîteyî bandora karanîna xwe baştir kiriye, û di heman demê de bi bandora karanîna heyî re performansa karanîna baş peyda dike.
Rola CMC di bataryayê de
CMC jêderkek karboksîmetîlîkirî ya selulozê ye, ku bi gelemperî bi reaksiyona seluloza xwezayî bi alkaliyê kastîk û asîda monochloroacetic re tê amadekirin, û giraniya wê ya molekulî ji hezaran heya mîlyonan diguhere.
CMC tozek zer a spî û sivik, maddeyek granular an fibrous e, ku xwedan hîgroskopiyek bihêz e û bi hêsanî di avê de tê çareser kirin. Dema ku ew bêalî an alkaline be, çareserî şilekek bi vîskozîtî bilind e. Ger demek dirêj li jor 80 ℃ were germ kirin, vîskozîtî dê kêm bibe û ew ê di avê de bêçare bimîne. Dema ku di 190-205°C de tê germkirin qehweyî dibe, dema ku di 235-248°C de tê germ kirin karbonîze dibe.
Ji ber ku CMC di çareseriya avî de fonksiyonên stûrbûn, girêdan, girtina avê, emulsîfasyon û sekinandinê heye, ew bi berfirehî di warên seramîk, xwarin, kozmetîk, çapkirin û boyaxkirin, çêkirina kaxezan, tekstîl, cil û bergan, zeliqandî û dermanan de tê bikar anîn. seramîkên dawî û bataryayên lîtiumê Zevî bi qasî 7%, bi gelemperî wekî "glutamate monosodyûm pîşesaziyê" tê zanîn.
Bi taybetîCMCdi pîlê de, Fonksiyonên CMC ev in: belavkirina elektroda neyînî ya maddî çalak û agentê guhêrbar; bandora stûrbûn û dij-nişînbûnê ya li ser şilava elektrodê neyînî; alîkariya girêdanê; stabîlkirina performansa pêvajoyê ya elektrodê û arîkariya baştirkirina çerxa pîlê Performansa; hêza pelê ya perçeya polê çêtir bikin, hwd.
Performansa CMC û hilbijartinê
Zêdekirina CMC-ê dema çêkirina şilava elektrodê dikare vîskozîteya şêlê zêde bike û rê li ber rûniştina şil bigire. CMC dê îyon û anyonên sodyûmê di nav çareya avî de hilweşîne, û vîskozîteya zencîreya CMC dê bi zêdebûna germahiyê re kêm bibe, ku bi hêsanî şilbûnê vedigire û xwedan elastîkek qels e.
CMC dikare di belavkirina grafîta elektrodê neyînî de rolek pir baş bilîze. Her ku mîqdara CMC zêde dibe, hilberên wê yên hilweşandinê dê bi rûbera perçeyên grafîtê ve girêdayî bin, û perçeyên grafît dê ji ber hêza elektrostatîk hevûdu paşve bixin, û bigihîjin bandorek belavbûna baş.
Kêmasiya eşkere ya CMC ev e ku ew bi nisbeten zirav e. Ger hemî CMC wekî girêk were bikar anîn, dê elektroda neyînî ya grafît di dema pêvajoyek zext û qutkirina perçeya polê de hilweşe, ku dê bibe sedema windabûna giran a tozê. Di heman demê de, CMC ji rêjeya materyalên elektrodê û nirxa pH-ê pir bandor dibe, û pelê elektrodê dibe ku di dema barkirin û dakêşandinê de biqelişe, ku rasterast bandorê li ewlehiya pîlê dike.
Di destpêkê de, bindera ku ji bo tevlihevkirina elektrodê negatîf tê bikar anîn PVDF û girêkên din ên bingehîn ên neftê bû, lê ji ber ku parastina jîngehê û faktorên din têne hesibandin, ew bûye seretayî ku ji bo elektrodên negatîf bikar anîna bendên-bingeha avê.
Binderek bêkêmasî tune ye, hewl bidin ku pêlavek ku pêvajoyek laşî û hewcedariyên elektrokîmyayî bicîh tîne hilbijêrin. Bi pêşkeftina teknolojiya bataryaya lîtiumê, û her weha pirsgirêkên lêçûn û parastina jîngehê, binderên-bingeha avê dê di dawiyê de li şûna girêkên neftê bigirin.
CMC du pêvajoyên hilberînê yên sereke
Li gorî medyayên cihêreng ên etherîfîkasyonê, hilberîna pîşesaziyê ya CMC dikare li du kategoriyan were dabeş kirin: Rêbaza-bingeha avê û Rêbaza-based Solver. Rêbaza ku avê wekî navgîna reaksiyonê bikar tîne, jê re rêbaza navîn a avê tê gotin, ku ji bo hilberîna navgîniya alkalîn û CMC-a pola nizm tê bikar anîn. Rêbaza karanîna helwêstê organîk wekî navgîna reaksiyonê jê re tê gotin rêbaza çareserker, ku ji bo hilberîna CMC-ya navîn û pola bilind maqûl e. Van her du reaksiyonên di kevanek de têne kirin, ku ji pêvajoya hevîrkirinê ve girêdayî ye û niha rêbaza sereke ya hilberîna CMC ye.
Rêbaza navîn a avê: pêvajoyek hilberîna pîşesazî ya berê, rêbaz ev e ku di bin şert û mercên alkali û ava belaş de, ku ji bo amadekirina hilberên CMC-ya navîn û pola nizm, wek deterjant û pîvanên tekstîlê, wekî deterjant û pîvanên tekstîlê, reaksiyonê reaksiyona seluloza alkali û etherification reaksiyonê bikin. . Feydeya rêbaza navîn a avê ev e ku hewcedariyên alavan bi hêsanî hêsan in û lêçûn kêm e; dezawantaj ev e ku ji ber nebûna mîqdarek mezin a navgîniya şil, germa ku ji ber reaksiyonê tê hilberandin germahiyê zêde dike û leza reaksiyonên alîkî bileztir dike, di encamê de karbidestiya etherîfîkasyonê kêm û kalîteya hilberê xirab dibe.
Metoda Solvent; Di heman demê de wekî rêbaza rûnê organîk jî tê zanîn, ew li gorî mêjera diluentê reaksiyonê di nav rêbaza hevîrkirinê û rêbaza şilandinê de tê dabeş kirin. Taybetmendiya wê ya sereke ev e ku reaksiyonên alkalîzasyon û eterîfîkasyonê di bin şert û mercên halverek organîk de wekî navgîna reaksiyonê (diluent) pêk tê. Mîna pêvajoya reaksiyonê ya rêbaza avê, rêbaza çareserker jî ji du qonaxên alkalîzasyon û etherification pêk tê, lê navgîna reaksiyonê ya van her du qonaxan cûda ye. Feydeya rêbaza çareserker ev e ku ew pêvajoyên şilkirina alkalî, pêçandin, perçiqandin û pîrbûnê yên ku di rêbaza avê de ne, ji holê radike, û alkalîzasyon û eterîfîkasyon hemî di hevrikê de têne kirin; dezawantaj ev e ku kontrolkirina germahiyê nisbeten belengaz e, û hewcedariyên cîhê nisbeten xizan in. , lêçûna bilind.
Dema şandinê: Jan-05-2023