CMC د بیټرۍ په صنعت کې کاروي

سوډیم کاربوکسی میتیل سیلولوز څه شی دی؟?

سوډیم کاربوکسی میتیل سیلولوز، (هم ورته ویل کیږي: کاربوکسی میتیل سیلولوز سوډیم مالګه، کاربوکسی میتیل سیلولوز، CMC، کاربوکسی میتیل، سیلولوز سوډیم، سوډیم سالټوف کابوکسی میتیل سیلولوز) د نړۍ ترټولو پراخه کارول شوي فایبر ډولونه دي، د اعظمي اندازه.

Cmc-na د سیلولوز مشتق دی چې د 100 ~ 2000 پولیمرائزیشن درجې سره او د 242.16 مالیکول وزن لري. سپین فایبر یا دانه پوډر. بې بوی، بې خونده، بې خونده، هایګروسکوپي، په عضوي محلولونو کې نه حل کیدونکی. دا مقاله په عمده توګه د لیتیم آئن بیټرۍ توضیحاتو کې د سوډیم کاربوکسی میتیل سیلولوز غوښتنلیک پوهیدو لپاره.

د سوډیم کاربوکسی میتیل سیلولوز په کارولو کې پرمختګ CMCپه لیتیم آئن بیټرۍ کې

اوس مهال، پولی وینیلایډین فلورایډ [pVDF، (CH: A CF:)] په پراخه کچه د لیتیم آئن بیټرۍ په تولید کې د باندر په توګه کارول کیږي. . PVDF نه یوازې ګران دی، د چاودیدونکو توکو د کارولو په پروسه کې هم د عضوي محلولونو چاپیریال ته دوستانه کارولو ته اړتیا لري، لکه N میتیل کوم چې د تولید پروسې لپاره د الکین کیټون (NMp) او د هوا رطوبت اړتیاوې په کلکه، په اسانۍ سره د سرایت کولو سره. د فلزي لیتیم، لیتیم ګرافیت ثانوي عکس العمل، په ځانګړې توګه د لوړې تودوخې په حالت کې، د حرارتي تیښتې یو ناڅاپي خطر. سوډیم کاربوکسی میتیل سیلولوز (CMC)، د اوبو محلول باندر، د الکترود موادو لپاره د pVDF د بدیل په توګه کارول کیږي، کوم چې کولی شي د NMp کارولو څخه مخنیوی وکړي، لګښتونه کم کړي او د چاپیریال ککړتیا کم کړي. په ورته وخت کې، د تولید پروسه د چاپیریال رطوبت ته اړتیا نلري، مګر کولی شي د بیټرۍ ظرفیت ته وده ورکړي، د دورې ژوند اوږدوي. پدې مقاله کې ، د لیتیم آئن بیټرۍ په فعالیت کې د CMC رول بیاکتنه شوې ، او د CMC میکانیزم د بیټرۍ فعالیت ښه کولو لپاره د تودوخې ثبات ، بریښنایی چال چلن او بریښنایی کیمیکل ځانګړتیاو اړخونو څخه لنډیز شوی.

1. د CMC جوړښت او فعالیت

1) د CMC جوړښت

CMC عموما د بدیل مختلف درجې (Ds) لخوا طبقه بندي کیږي، او د محصول مورفولوژي او فعالیت د Ds لخوا خورا اغیزمن کیږي. LXie et al. د Na د مختلفو H جوړه Ds سره CMC مطالعه کړې. د SEM تحلیل پایلې ښودلې چې CMC-Li-1 (Ds = 1.00) دانه جوړښت وړاندې کړی، او CMC-Li-2 (Ds = 0.62) د خطي جوړښت وړاندې کړی. د M. E et al څیړنې ثابته کړه چې CMC. سټیرین بوټاډین ربړ (SBR) کولی شي د Li: O راټولیدو مخه ونیسي او د انٹرفیس جوړښت ثبات کړي ، کوم چې د بریښنایی کیمیکل فعالیت لپاره ګټور دی.

2) د CMC فعالیت

2.1)حرارتي ثبات

Zj Han et al. د مختلف بانډونو حرارتي ثبات مطالعه کړې. د pVDF مهم تودوخه شاوخوا 4500C ده. کله چې 500 ℃ ته ورسیږي، چټک تخریب واقع کیږي او ډله یې شاوخوا 70٪ کمیږي. کله چې د تودوخې درجه 600 ℃ ته ورسیده، ډله نور 70٪ کمه شوه. کله چې د تودوخې درجه 300oC ته ورسیده، د CMC-Li ډله 70٪ کمه شوه. کله چې د تودوخې درجه 400 ℃ ته ورسیده، د CMC-Li ډله 10٪ کمه شوه. CMCLi د بیټرۍ د ژوند په پای کې د pVDF په پرتله په اسانۍ سره تخریب کیږي.

2.2)د بریښنا چال چلن

S. Chou et al. د ازموینې پایلو ښودلې چې د CMCLI-1، CMC-Li-2 او pVDF مقاومت په ترتیب سره 0.3154 Mn·m او 0.2634 Mn وو. M او 20.0365 Mn·m، دا په ګوته کوي چې د pVDF مقاومت د CMCLi په پرتله لوړ دی، د CMC-LI چالکتیا د pVDF په پرتله ښه ده، او د CMCLI.1 چلونکي د CMCLI.2 څخه ټیټ دی.

2.3)د برقی کیمیکل فعالیت

FM Courtel et al. د پولی سلفونیټ (AQ) پر بنسټ د الکترودونو سایکلیک ولټامیټري منحني مطالعه کړې کله چې مختلف بانډرونه کارول شوي. مختلف باینڈرونه مختلف اکسیډریشن او کمولو عکس العملونه لري، نو د لوړ ظرفیت لوړوالی توپیر لري. د دوی په منځ کې، د CMCLi د اکسیډیشن ظرفیت 2.15V دی، او د کمولو ظرفیت 2.55V دی. د pVDF د اکسیډیشن ظرفیت او کمولو ظرفیت په ترتیب سره 2.605 V او 1.950 V وو. د تیرو دوه وختونو د سایکلیک ولټامیټري منحنی کروزونو سره پرتله کول، د اکسیډیشن کمولو چوکۍ احتمالي توپیر کله چې CMCLi باندر کارول شوی و د هغه په ​​​​پرتله کوچنی و کله چې pVDF کارول شوی و ، دا په ګوته کوي چې عکس العمل لږ خنډ و او د CMCLi باندر ډیر مناسب و. د اکسیډیشن کمولو عکس العمل واقع کیږي.

2. د CMC د غوښتنلیک اغیز او میکانیزم

1) د غوښتنلیک اغیز

Pj Suo et al. د Si/C مرکب موادو الکترو کیمیکل فعالیت مطالعه کړ کله چې pVDF او CMC د باندر په توګه کارول کیده، او وموندله چې د CMC کارولو بیټرۍ د لومړي ځل لپاره د 700mAh/g د بیرته راګرځیدونکي ځانګړي ظرفیت درلود او بیا هم د 4O دورې وروسته 597mAh/g لري، کوم چې د pVDF په کارولو سره د بیټرۍ څخه غوره و. Jh Lee et al. د ګرافیت تعلیق ثبات باندې د CMC د Ds اغیز مطالعه کړ او باور یې وکړ چې د تعلیق مایع کیفیت د Ds لخوا ټاکل شوی. په ټیټ DS کې، CMC قوي هایدروفوبیک ځانګړتیاوې لري، او کولی شي د ګرافیت سطح سره غبرګون زیات کړي کله چې اوبه د میډیا په توګه کارول کیږي. CMC د سیلیکون - ټین الایا انود موادو د سایکلیک ملکیتونو ثبات ساتلو کې هم ګټې لري. د NiO الیکټروډونه د مختلف غلظت (0.1mouL، 0.3mol/L او 0.5mol/L) CMC او pVDF باندر سره چمتو شوي، او په 1.5-3.5V کې د 0.1c کرنټ سره چارج شوي او خارج شوي. د لومړي دورې په جریان کې، د pVDF باندر سیل ظرفیت د CMC باندونکي حجرې څخه لوړ و. کله چې د دورې شمیر lO ته ورسیږي، د pVDF باندر د خارجیدو ظرفیت په ښکاره ډول کمیږي. د 4JD دورې څخه وروسته، د 0.1movL، 0.3MOUL او 0.5MovLPVDF باینڈرونو ځانګړي خارج شوي ظرفیت په ترتیب سره 250mAh/g، 157mAtv'g او 102mAh/g ته راټیټ شو: د 0.1 moL/L1 moL/L1 سره د بیټرۍ ځانګړي ظرفیت. او 0.5 moL/LCMC باندر په ترتیب سره په 698mAh/g، 555mAh/g او 550mAh/g کې ساتل شوي.

د CMC باندر په LiTI0 کې کارول کیږي. : او په صنعتي تولید کې SnO2 نانو ذرات. د CMC د باندر په توګه کارول، LiFepO4 او Li4TI50l2 په ترتیب سره د مثبت او منفي فعال موادو په توګه، او د pYR14FS1 د شعاع retardant الکترولیت په توګه کارول، بیټرۍ 150 ځله د 0.1c په جریان کې د 1.5v ~ 3.5V په تودوخې کې، او مثبت مشخص مشخص. ظرفیت په 140mAh/g کې ساتل شوی. په CMC کې د مختلف فلزي مالګو په مینځ کې، CMCLi نور فلزي آیونونه معرفي کوي، کوم چې کولی شي د دوران په جریان کې په الکترولیت کې د "تبادلې غبرګون (vii)" مخنیوی وکړي.

2) د فعالیت ښه کولو میکانیزم

د CMC لی باندر کولی شي په لیتیم بیټرۍ کې د AQ بیس الیکټروډ الیکټرو کیمیکل فعالیت ښه کړي. M. E et al. -4 د میکانیزم په اړه لومړنۍ مطالعه ترسره کړه او د AQ الکترود کې د CMC-Li د توزیع ماډل وړاندیز وکړ. د CMCLi ښه فعالیت د OH لخوا تولید شوي د هایدروجن بانډونو قوي بانډ اغیز څخه راځي ، کوم چې د میش جوړښتونو مؤثره جوړښت کې مرسته کوي. د هایدروفیلیک CMC-Li به په عضوي الکترولیت کې نه منحل کیږي، نو دا په بیټرۍ کې ښه ثبات لري، او د الکترود جوړښت ته قوي چپکتیا لري، کوم چې بیټرۍ ښه ثبات لري. د Cmc-li باندر ښه لی چلونکي لري ځکه چې د CMC-Li مالیکولر سلسله کې ډیری فعالې ډلې شتون لري. د خارج کیدو په جریان کې، د لی سره عمل کولو لپاره د اغیزمنو موادو دوه سرچینې شتون لري: (1) لی په الکترولیت کې؛ (2) لی د CMC-L مالیکولر سلسله کې د فعال مادې اغیزمن مرکز ته نږدې.

د هایدروکسیل ګروپ او هایدروکسیل ګروپ عکس العمل په کاربوکسی میتیل CMC-Li باندر کې به covalent بانډ جوړ کړي؛ د بریښنایی ساحې ځواک د عمل الندې، U کولی شي د مالیکولر سلسلې یا نږدې مالیکولر سلسلې ته انتقال کړي، دا دی، د مالیکولر سلسلې جوړښت به زیانمن نشي؛ په پای کې، Lj به د AQ ذرې سره اړیکه ونیسي. دا په ګوته کوي چې د CMCLi غوښتنلیک نه یوازې د لی لیږد موثریت ښه کوي ، بلکه د AQ کارولو کچه هم ښه کوي. په مالیکولر سلسله کې د CH: COOLi او 10Li مینځپانګه څومره لوړه وي ، د لی لیږد اسانه وي. M. Arrmand et al. باور درلود چې د -COOH یا OH عضوي مرکبات کولی شي په ترتیب سره د 1 Li سره عکس العمل وکړي او په ټیټ ظرفیت کې 1 C00Li یا 1 0Li تولید کړي. په الیکټروډ کې د CMCLi باندر میکانیزم نور سپړلو لپاره، CMC-Li-1 د فعال موادو په توګه کارول شوی او ورته پایلې ترلاسه شوي. Li د CMC Li څخه د یو cH، COOH او یو 0H سره عکس العمل ښیې او په ترتیب سره cH: COOLi او یو 0 "جوړوي، لکه څنګه چې په مساواتو کې ښودل شوي (1) او (2)

لکه څنګه چې د cH، COOLi او OLi شمیر زیاتیږي، د CMC-L DS ډیریږي. دا ښیي چې عضوي طبقه چې په عمده توګه د AQ ذرې سطحي باندر څخه جوړه شوې ده د لی لیږد لپاره خورا مستحکم او اسانه کیږي. CMCLi یو چلونکی پولیمر دی چې د AQ ذراتو سطحې ته د رسیدو لپاره لی ته د ټرانسپورټ لاره چمتو کوي. د CMCLi باینڈرونه ښه بریښنایی او ایونیک چالکتیا لري ، کوم چې د CMCLi الکترودونو د ښه الیکټرو کیمیکل فعالیت او اوږد دورې ژوند پایله لري. JS Bridel et al. د سیلیکون / کاربن / پولیمر مرکب موادو په کارولو سره د لیتیم آئن بیټرۍ انود چمتو کړی ترڅو د بیټرۍ په عمومي فعالیت کې د سیلیکون او پولیمر ترمینځ د متقابل عمل اغیز مطالعه کړي ، او وموندله چې CMC ترټولو غوره فعالیت درلود کله چې د باندر په توګه کارول کیږي. د سیلیکون او CMC ترمینځ قوي هایدروجن بانډ شتون لري ، کوم چې د ځان درملنې وړتیا لري او کولی شي د سایکل چلولو پروسې په جریان کې د موادو ډیریدونکي فشار تنظیم کړي ترڅو د موادو جوړښت ثبات وساتي. د باندر په توګه د CMC سره، د سیلیکون انود ظرفیت لږ تر لږه په 100 دورو کې له 1000mAh/g څخه پورته ساتل کیدی شي، او د کولمب موثریت 99.9٪ ته نږدې دی.

3، پایله

د باندر په توګه، د CMC مواد په مختلفو ډولونو الکترود موادو کې کارول کیدی شي لکه طبیعي ګرافائٹ، میسو فیز کاربن مایکروسفیر (MCMB)، لیتیم ټایټانیټ، د ټین پر بنسټ سیلیکون پر بنسټ انود مواد او د لیتیم اوسپنې فاسفیټ انود مواد، کوم چې کولی شي بیټرۍ ته وده ورکړي. ظرفیت، د سایکل ثبات او د سایکل ژوند د pYDF په پرتله. دا د حرارتي ثبات، برقی چالکتیا او د CMC موادو الیکرو کیمیکل ملکیتونو لپاره ګټور دی. د CMC لپاره د لیتیم آئن بیټرۍ فعالیت ښه کولو لپاره دوه اصلي میکانیزمونه شتون لري:

(1) د CMC د باثباته اړیکو فعالیت د باثباته بیټرۍ فعالیت ترلاسه کولو لپاره یو اړین شرط رامینځته کوي؛

(2) CMC ښه الکترون او آئن چالکتیا لري او کولی شي د لی لیږد ته وده ورکړي