Som hovedbindemiddel for vannbaserte negative elektrodematerialer, er CMC-produkter mye brukt av innenlandske og utenlandske batteriprodusenter. Den optimale mengden bindemiddel kan oppnå relativt stor batterikapasitet, lang levetid og relativt lav indre motstand.
Bindemiddel er et av de viktige funksjonelle hjelpematerialene i litium-ion-batterier. Det er hovedkilden til de mekaniske egenskapene til hele elektroden og har en viktig innvirkning på produksjonsprosessen til elektroden og den elektrokjemiske ytelsen til batteriet. Selve bindemiddelet har ingen kapasitet og opptar en svært liten andel i batteriet.
I tillegg til klebeegenskapene til generelle bindemidler, må litium-ion batterielektrodebindematerialer også kunne tåle svelling og korrosjon av elektrolytten, samt motstå den elektrokjemiske korrosjonen under ladning og utladning. Det forblir stabilt i arbeidsspenningsområdet, så det er ikke mange polymermaterialer som kan brukes som elektrodebindere for litium-ion-batterier.
Det er tre hovedtyper av litiumionbatteribindemidler som er mye brukt for tiden: polyvinylidenfluorid (PVDF), styren-butadiengummi (SBR) emulsjon og karboksymetylcellulose (CMC). I tillegg opptar polyakrylsyre (PAA), vannbaserte bindemidler med polyakrylnitril (PAN) og polyakrylat som hovedkomponenter også et visst marked.
Fire kjennetegn ved CMC på batterinivå
På grunn av den dårlige vannløseligheten til syrestrukturen til karboksymetylcellulose, for å kunne bruke den bedre, er CMC et svært mye brukt materiale i batteriproduksjon.
Som hovedbindemiddel for vannbaserte negative elektrodematerialer, er CMC-produkter mye brukt av innenlandske og utenlandske batteriprodusenter. Den optimale mengden bindemiddel kan oppnå relativt stor batterikapasitet, lang levetid og relativt lav indre motstand.
De fire egenskapene til CMC er:
For det første kan CMC gjøre produktet hydrofilt og løselig, fullstendig løselig i vann, uten frie fibre og urenheter.
For det andre er substitusjonsgraden jevn og viskositeten stabil, noe som kan gi stabil viskositet og vedheft.
For det tredje, produsere produkter med høy renhet med lavt innhold av metallioner.
For det fjerde har produktet god kompatibilitet med SBR-latex og andre materialer.
CMC-natriumkarboksymetylcellulosen som brukes i batteriet har kvalitativt forbedret brukseffekten, og gir den samtidig god bruksytelse, med gjeldende brukseffekt.
Rollen til CMC i batterier
CMC er et karboksymetylert derivat av cellulose, som vanligvis fremstilles ved å reagere naturlig cellulose med kaustisk alkali og monokloreddiksyre, og dens molekylvekt varierer fra tusenvis til millioner.
CMC er et hvitt til lysegult pulver, granulært eller fibrøst stoff, som har sterk hygroskopisitet og er lett løselig i vann. Når den er nøytral eller alkalisk, er løsningen en væske med høy viskositet. Hvis den varmes opp over 80 ℃ i lang tid, vil viskositeten reduseres og den vil være uløselig i vann. Den blir brun når den varmes opp til 190-205°C, og karboniserer ved oppvarming til 235-248°C.
Fordi CMC har funksjonene fortykning, binding, vannretensjon, emulgering og suspensjon i vandig løsning, er den mye brukt innen keramikk, mat, kosmetikk, trykking og farging, papirfremstilling, tekstiler, belegg, lim og medisin, høy- sluttkeramikk og litiumbatterier Feltet står for ca. 7 %, vanligvis kjent som "industrielt mononatriumglutamat".
Nærmere bestemtCMCi batteri, funksjonene til CMC er: å spre det negative elektrodeaktive materialet og ledende middel; fortyknings- og anti-sedimenteringseffekt på den negative elektrodeslurryen; hjelpe binding; stabilisere prosessytelsen til elektroden og bidra til å forbedre batterisyklusen Ytelse; forbedre avskallingsstyrken til stangstykket, etc.
CMC ytelse og valg
Tilsetning av CMC når du lager elektrodeslurryen kan øke viskositeten til slurryen og forhindre at slurryen setter seg. CMC vil dekomponere natriumioner og anioner i vandig løsning, og viskositeten til CMC-lim vil avta med temperaturøkningen, som er lett å absorbere fuktighet og har dårlig elastisitet.
CMC kan spille en veldig god rolle i spredningen av negativ elektrodegrafitt. Når mengden CMC øker, vil nedbrytningsproduktene feste seg til overflaten av grafittpartikler, og grafittpartiklene vil frastøte hverandre på grunn av elektrostatisk kraft, og oppnå en god spredningseffekt.
Den åpenbare ulempen med CMC er at den er relativt sprø. Hvis all CMC brukes som bindemiddel, vil den negative grafittelektroden kollapse under presse- og kutteprosessen av polstykket, noe som vil forårsake alvorlig pulvertap. Samtidig er CMC sterkt påvirket av forholdet mellom elektrodematerialer og pH-verdi, og elektrodearket kan sprekke under lading og utlading, noe som direkte påvirker sikkerheten til batteriet.
Til å begynne med var bindemidlet som ble brukt til negativ elektroderøring PVDF og andre oljebaserte bindemidler, men med tanke på miljøvern og andre faktorer har det blitt vanlig å bruke vannbaserte bindemidler for negative elektroder.
Det perfekte bindemiddelet finnes ikke, prøv å velge et bindemiddel som oppfyller de fysiske bearbeidings- og elektrokjemiske kravene. Med utviklingen av litiumbatteriteknologi, samt kostnads- og miljøvernspørsmål, vil vannbaserte bindemidler på sikt erstatte oljebaserte bindemidler.
CMC to store produksjonsprosesser
I henhold til forskjellige foretringsmedier kan den industrielle produksjonen av CMC deles inn i to kategorier: vannbasert metode og løsningsmiddelbasert metode. Metoden som bruker vann som reaksjonsmedium kalles vannmediummetoden, som brukes til å produsere alkalisk medium og lavgradig CMC. Metoden for å bruke organisk løsningsmiddel som reaksjonsmedium kalles løsningsmiddelmetoden, som er egnet for produksjon av medium og høykvalitets CMC. Disse to reaksjonene utføres i en eltemaskin, som tilhører elteprosessen og er i dag hovedmetoden for å produsere CMC.
Vannmediummetode: en tidligere industriell produksjonsprosess, metoden er å reagere alkalisk cellulose og foretringsmiddel under forholdene med fritt alkali og vann, som brukes til å tilberede middels og lavkvalitets CMC-produkter, for eksempel vaskemidler og tekstillimingsmidler. . Fordelen med vannmediummetoden er at utstyrskravene er relativt enkle og kostnadene lave; Ulempen er at på grunn av mangelen på en stor mengde flytende medium, øker varmen som genereres av reaksjonen temperaturen og akselererer hastigheten på sidereaksjoner, noe som resulterer i lav foretringseffektivitet og dårlig produktkvalitet.
Løsemiddel metode; også kjent som organisk løsningsmiddelmetode, den er delt inn i eltemetode og slurrymetode i henhold til mengden reaksjonsfortynningsmiddel. Dens hovedtrekk er at alkaliserings- og foretringsreaksjonene utføres under betingelse av et organisk løsningsmiddel som reaksjonsmedium (fortynningsmiddel) av. I likhet med reaksjonsprosessen til vannmetoden, består løsningsmiddelmetoden også av to trinn med alkalisering og foretring, men reaksjonsmediet til disse to trinnene er forskjellig. Fordelen med løsningsmiddelmetoden er at den utelater prosessene med alkali-blødning, pressing, knusing og aldring som er iboende i vannmetoden, og alkaliseringen og foretringen utføres alle i elteren; Ulempen er at temperaturkontrollerbarheten er relativt dårlig, og plassbehovet er relativt dårlig. , høyere kostnad.
Innleggstid: Jan-05-2023