CMC izmanto akumulatoru nozarē

Kas ir nātrija karboksimetilceluloze?

Nātrija karboksimetilelulozes (saukts arī: karboksimetilelulozes nātrija sāls, karboksimetileluloze, CMC, karboksimetilgrupa, celulozesodium, nātrijaaltofcaboksimetilceluloze) ir pasaules visplašāk izmantotais šķiedrvielu veidi, maksimuma deva.

CMC-NA ir celulozes atvasinājums ar polimerizācijas pakāpi 100 ~ 2000 un molekulmasu 242,16. Balts šķiedrains vai granulēts pulveris. Bez smaržas, bez garšas, bez garšas, higroskopiski, nešķīst organiskos šķīdinātājos. Šis raksts galvenokārt, lai saprastu nātrija karboksimetilcelulozes uzklāšanu litija jonu akumulatora detaļās.

Progress nātrija karboksimetilcelulozes lietošanā Cmclitija jonu baterijās

Pašlaik polivinilidēna fluorīds [PVDF, (CH: CF :)] plaši izmanto kā saistvielu litija jonu bateriju ražošanā. Apvidū PVDF ir ne tikai dārgs, bet arī jāizmanto sprādzienbīstama, draudzīga organisko šķīdinātāju vidē, piemēram, n metils, kuru alkāna ketons (NMP) un gaisa mitruma prasības ražošanas procesam ir stingri, arī viegli ar iegultu Metāla litijs, litija grafīta sekundārā reakcija, īpaši augstas temperatūras stāvoklī, spontāns termiskā bēgšanas risks. Nātrija karboksimetilelulozi (CMC), ūdenī šķīstošu saistvielu, izmanto kā PVDF aizstājēju elektrodu materiāliem, kas var izvairīties no NMP lietošanas, samazināt izmaksas un samazināt vides piesārņojumu. Tajā pašā laikā ražošanas procesam nav nepieciešams vides mitrums, bet tas var arī uzlabot akumulatora ietilpību, pagarināt cikla kalpošanas laiku. Šajā rakstā tika pārskatīta CMC loma litija jonu akumulatora darbībā, un CMC mehānisms, kas uzlabo akumulatora veiktspēju, tika apkopots no termiskās stabilitātes, elektriskās vadītspējas un elektroķīmisko īpašību aspektiem.

1. CMC struktūra un veiktspēja

1) CMC struktūra

CMC parasti klasificē pēc atšķirīgas aizstāšanas pakāpes (DS), un DS ievērojami ietekmē produkta morfoloģiju un veiktspēju. Lxie et al. pētīja CMC ar dažādu H pāru DS DS. SEM analīzes rezultāti parādīja, ka CMC-LI-1 (DS = 1,00) bija granulēta struktūra, un CMC-Li-2 (DS = 0,62) uzrādīja lineāru struktūru. M. e et al pētījums pierādīja, ka CMC. Stirola butadiēna gumija (SBR) var kavēt LI: o aglomerāciju un stabilizēt interfeisa struktūru, kas ir labvēlīga elektroķīmiskajai veiktspējai.

2) CMC veiktspēja

2.1)Termiskā stabilitāte

ZJ Han et al. pētīja dažādu saistvielu termisko stabilitāti. PVDF kritiskā temperatūra ir aptuveni 4500 ° C. Sasniedzot 500 ℃, notiek ātra sadalīšanās, un masa tiek samazināta par aptuveni 70%. Kad temperatūra sasniedza 600 ℃, masu vēl vairāk samazināja par 70%. Kad temperatūra sasniedza 300oc, CMC-LI masa tika samazināta par 70%. Kad temperatūra sasniedza 400 ℃, CMC-LI masa tika samazināta par 10%. CMCLI ir vieglāk sadalās nekā PVDF akumulatora darbības beigās.

2.2)Elektriskā vadītspēja

S. Chou et al. Testa rezultāti parādīja, ka CMCLI-1, CMC-Li-2 un PVDF pretestība bija attiecīgi 0,3154 mn · m un 0,2634 mn. M un 20,0365 mn · m, norādot, ka PVDF pretestība ir augstāka nekā CMCLI, CMC-LI vadītspēja ir labāka nekā PVDF, un cmcli.1 vadītspēja ir zemāka nekā CMCLI.2.

2.3)Elektroķīmiskā veiktspēja

FM Courtel et al. Pētīja poli-sulfonāta (AQ) bāzes elektrodu cikliskās voltammetrijas līknes, kad tika izmantoti dažādi saistīti. Dažādām saistvielām ir atšķirīgas oksidācijas un reducēšanas reakcijas, tāpēc maksimālais potenciāls ir atšķirīgs. Starp tiem CMCLI oksidācijas potenciāls ir 2,15 V, un samazināšanas potenciāls ir 2,55 V. PVDF oksidācijas potenciāls un samazināšanas potenciāls bija attiecīgi 2,605 V un 1,950 V. Salīdzinot ar iepriekšējo divu reizes cikliskajām voltammetrijas līknēm, pīķa maksimālā maksimālā starpība maksimālā starpība, kad tika izmantota cmcli saistviela, bija mazāka nekā tad, kad tika izmantots PVDF, norādot, ka reakcija ir mazāk kavēta un CMCLI saistviela vairāk veicināja darbību, kas veicina vairāk, CMCLI saistviela vairāk veicina. oksidācijas samazināšanas reakcijas rašanās.

2. CMC pielietojuma efekts un mehānisms

1) Lietojumprogrammas efekts

PJ Suo et al. studied the electrochemical performance of Si/C composite materials when pVDF and CMC were used as binders, and found that the battery using CMC had a reversible specific capacity of 700mAh/g for the first time and still had 597mAh/g after 4O cycles, which bija pārāks par akumulatoru, izmantojot PVDF. JH Lee et al. pētīja CMC DS ietekmi uz grafīta suspensijas stabilitāti un uzskatīja, ka suspensijas šķidruma kvalitāti nosaka DS. Zemā DS CMC ir spēcīgas hidrofobiskas īpašības, un tā var palielināt reakciju ar grafīta virsmu, kad ūdens tiek izmantots kā barotne. CMC ir arī priekšrocības, saglabājot silīcija un alvas sakausējuma anoda materiālu ciklisko īpašību stabilitāti. NIO elektrodi tika sagatavoti ar dažādām koncentrācijām (0,1Moul, 0,3 mol/L un 0,5 mol/L) CMC un PVDF saistviela, un tika uzlādēti un izlādēti ar 1,5-3,5 V ar strāvu 0,1c. Pirmā cikla laikā PVDF saistvielu šūnas ietilpība bija lielāka nekā CMC saistvielas šūnas. Kad ciklu skaits sasniedz LO, PVDF saistvielas izlādes spēja acīmredzami samazinās. Pēc 4JD cikliem specifiskās izvadīšanas spējas 0,1MOVL, 0,3Moul un 0,5MovLPVDF saistvielām samazinājās attiecīgi līdz 250 mAh/g, 157Matv 'G un 102 mAh/g: Bateriju ar 0,1 mol/L, 0,3 mol/L un 0,5 mol/LCMC saistviela tika turēti attiecīgi 698 mAh/g, 555 mAh/g un 550mA/g.

CMC saistviela tiek izmantota LITI0. : un SNO2 nanodaļiņas rūpnieciskajā ražošanā. Izmantojot CMC kā saistvielu, LIFEPO4 un LI4TI50L2 attiecīgi kā pozitīvus un negatīvus aktīvos materiālus, un, izmantojot PYR14FS1 kā liesmas slāpējošo elektrolītu, akumulators tika ciklots 150 reizes ar strāvu 0,1c ar 1,5 V ~ 3,5 V temperatūrā, un pozitīvi specifiski Kapacitāte tika uzturēta ar 140mAh/g. Starp dažādiem CMC metāla sāļiem CMCLI ievieš citus metāla jonus, kas cirkulācijas laikā var kavēt “apmaiņas reakciju (VII)”.

2) veiktspējas uzlabošanas mehānisms

CMC Li Binder var uzlabot AQ bāzes elektrodu elektroķīmisko veiktspēju litija akumulatorā. M. E et al. -4 Veica sākotnēju pētījumu par mehānismu un ierosināja CMC-LI sadalījuma modeli AQ elektrodā. Labais CMCLI veiktspēja rodas no OH radīto ūdeņraža saišu spēcīgās sasaistes efekta, kas veicina efektīvu acu struktūru veidošanos. Hidrofīlais CMC-LI nešķīst organiskajā elektrolītā, tāpēc tam ir laba akumulatora stabilitāte, un tai ir spēcīga saķere ar elektrodu struktūru, kas padara akumulatoru ir laba stabilitāte. CMC-Li saistvielai ir laba LI vadītspēja, jo CMC-LI molekulārajā ķēdē ir liels skaits funkcionālo grupu. Izlādes laikā ir divi efektīvu vielu avoti, kas darbojas ar Li: (1) LI elektrolītā; (2) LI CMC-LI molekulārajā ķēdē netālu no aktīvās vielas faktiskās centra.

Hidroksilgrupas un hidroksilgrupas reakcija karboksimetilcmc-li saistvielā veidos kovalento saiti; Ar elektriskā lauka spēka darbību u var pārnest uz molekulārās ķēdes vai blakus esošās molekulārās ķēdes, tas ir, molekulārās ķēdes struktūra netiks sabojāta; Galu galā LJ saistīsies ar AQ daļiņu. Tas norāda, ka CMCLI pielietojums ne tikai uzlabo LI pārnešanas efektivitāti, bet arī uzlabo AQ izmantošanas ātrumu. Jo augstāks CH saturs: Cooli un 10Li molekulārajā ķēdē, jo vieglāk Li pārsūtīšana. M. Arrmand et al. uzskatīja, ka -cooh vai Oh organiskie savienojumi var reaģēt attiecīgi ar 1 Li un radīt 1 C00LI vai 1 0LI ar zemu potenciālu. Lai tālāk izpētītu CMCLI saistvielas mehānismu elektrodā, kā aktīvu materiālu tika izmantots CMC-LI-1 un tika iegūti līdzīgi secinājumi. Li reaģē ar vienu CH, COOH un vienu 0 stundu no CMC Li un ģenerē attiecīgi CH: Cooli un vienu 0 “, kā parādīts (1) un (2) vienādojumā

Palielinoties CH, Cooli un Oli skaitam, palielinās CMC-LI DS. Tas parāda, ka organiskais slānis, kas sastāv galvenokārt no AQ daļiņu virsmas saistvielas, kļūst stabilāks un vieglāk pārnestu LI. CMCLI ir vadošs polimērs, kas nodrošina transporta ceļu, lai Li sasniegtu AQ daļiņu virsmu. CMCLI saistvielām ir laba elektroniskā un jonu vadītspēja, kā rezultātā CMCLI elektrodi rada labu elektroķīmisko veiktspēju un ilgu cikla kalpošanas laiku. JS Bridel et al. Sagatavoja litija jonu akumulatora anodu, izmantojot silīcija/oglekļa/polimēra kompozītmateriālu materiālus ar dažādām saistvielām, lai izpētītu silīcija un polimēra mijiedarbības ietekmi uz akumulatora kopējo veiktspēju, un atklāja, ka CMC ir vislabākā veiktspēja, ja to izmanto kā saistvielu. Starp silīciju un CMC ir spēcīga ūdeņraža saite, kurai ir pašdziedinoša spēja un kas biklēšanas procesā var pielāgot pieaugošo materiāla stresu, lai saglabātu materiāla struktūras stabilitāti. Izmantojot CMC kā saistvielu, silīcija anoda jaudu var saglabāt virs 1000mah/g vismaz 100 ciklos, un Kulona efektivitāte ir tuvu 99,9%.

3, secinājums

Kā saistviela CMC materiālu var izmantot dažāda veida elektrodu materiālos, piemēram, dabiskajā grafītā, mezo-fāzes oglekļa mikrosfērās (MCMB), litija titanāta, uz silīcija bāzes uz silīcija bāzes un litija dzelzs fosfāta anoda materiālu, kas var uzlabot akumulatoru, kas var uzlabot akumulatoru, kas var uzlabot akumulatoru, kas var uzlabot akumulatoru, kas var uzlabot akumulatoru, kas var uzlabot akumulatoru Kapacitāte, cikla stabilitāte un cikla kalpošanas laiks, salīdzinot ar PYDF. Tas ir labvēlīgs CMC materiālu termiskajai stabilitātei, elektriskajai vadītspējai un elektroķīmiskajām īpašībām. CMC ir divi galvenie mehānismi, lai uzlabotu litija jonu bateriju veiktspēju:

(1) CMC stabilā līmeņa veiktspēja rada nepieciešamu priekšnoteikumu stabila akumulatora veiktspējas iegūšanai;

(2) CMC ir laba elektronu un jonu vadītspēja, un tā var veicināt LI pārnešanu