Batéria CMC

Karboxymetylcelulóza v batériovej kvalite (CMC) je špecializovaný typ CMC, ktorý sa používa ako spojivo a zahusťovadlo pri výrobe lítium-iónových batérií (LIB). LIB sú dobíjacie batérie bežne používané v prenosných elektronických zariadeniach, elektrických vozidlách a systémoch na skladovanie energie vďaka ich vysokej hustote energie a dlhej životnosti. CMC batériovej kvality hrá kľúčovú úlohu v procese výroby elektród LIB, najmä pri výrobe elektród pre katódu aj anódu.

Funkcie a vlastnosti batérie CMC:

1. Spojivo: CMC na úrovni batérie pôsobí ako spojivo, ktoré pomáha držať aktívne elektródové materiály (ako je oxid lítny kobaltový pre katódy a grafit pre anódy) pohromade a prilepiť ich k substrátu kolektora prúdu (typicky hliníková fólia pre katódy a medená fólia pre anódy ). To zaisťuje dobrú elektrickú vodivosť a mechanickú stabilitu elektródy.
2. Zahusťovadlo: CMC batériovej kvality tiež slúži ako zahusťovadlo vo formulácii suspenzie elektród. Pomáha kontrolovať viskozitu a reologické vlastnosti suspenzie, čo umožňuje rovnomerné poťahovanie a ukladanie materiálu elektródy na zberač prúdu. To zaisťuje konzistentnú hrúbku a hustotu elektród, ktoré sú rozhodujúce pre dosiahnutie optimálneho výkonu batérie.
3. Iónová vodivosť: CMC na úrovni batérie môže byť špeciálne upravený alebo formulovaný tak, aby zvýšil svoju iónovú vodivosť v elektrolyte batérie. To môže zlepšiť celkový elektrochemický výkon a účinnosť lítium-iónovej batérie.
4. Elektrochemická stabilita: Batéria CMC je navrhnutá tak, aby si zachovala svoju štrukturálnu integritu a elektrochemickú stabilitu počas životnosti batérie, a to aj v náročných prevádzkových podmienkach, ako sú vysoké teploty a frekvencia cyklov. To zaisťuje dlhodobú spoľahlivosť a bezpečnosť batérie.

Výrobný proces:

CMC batériovej kvality sa zvyčajne vyrába chemickou modifikáciou celulózy, prírodného polysacharidu získaného z rastlinných vlákien. Karboxymetylové skupiny (-CH2COOH) sa zavádzajú na celulózový hlavný reťazec sériou chemických reakcií, ktorých výsledkom je tvorba karboxymetylcelulózy. Stupeň karboxymetylovej substitúcie a molekulová hmotnosť CMC môžu byť prispôsobené tak, aby spĺňali špecifické požiadavky aplikácií lítium-iónových batérií.

Aplikácie:

CMC batériovej kvality sa primárne používa pri výrobe elektród pre lítium-iónové batérie, vrátane konfigurácií valcových a vrecových článkov. Je začlenený do formulácie suspenzie elektród spolu s ďalšími komponentmi, ako sú aktívne elektródové materiály, vodivé prísady a rozpúšťadlá. Elektródová kaša sa potom nanesie na substrát zberača prúdu, vysuší sa a zmontuje do konečného článku batérie.

Výhody:

1. Vylepšený výkon elektród: CMC na úrovni batérie pomáha zlepšiť elektrochemický výkon, cyklickú stabilitu a rýchlosť lítium-iónových batérií tým, že zaisťuje rovnomerný povlak elektród a silnú priľnavosť medzi aktívnymi materiálmi a zberačmi prúdu.
2. Vylepšená bezpečnosť a spoľahlivosť: Použitie vysokokvalitného CMC batérie s prispôsobenými vlastnosťami prispieva k bezpečnosti, spoľahlivosti a dlhej životnosti lítium-iónových batérií, čím sa znižuje riziko delaminácie elektród, skratov a tepelných únikov.
3. Zloženie na mieru: Zloženie CMC na úrovni batérie je možné prispôsobiť tak, aby spĺňalo špecifické požiadavky a výkonnostné ciele rôznych chemických látok, aplikácií a výrobných procesov batérií.

Stručne povedané, karboxymetylcelulóza batériovej kvality (CMC) je špecializovaný materiál, ktorý hrá rozhodujúcu úlohu pri výrobe vysokovýkonných lítium-iónových batérií. Jeho jedinečné vlastnosti ako spojiva a zahusťovadla prispievajú k stabilite, účinnosti a bezpečnosti elektród lítium-iónových batérií, čo umožňuje pokrok v technológiách čistej energie a elektrickej mobility.