Kot glavno vezivo materialov negativnih elektrod na vodni osnovi izdelke CMC široko uporabljajo domači in tuji proizvajalci baterij. Optimalna količina veziva lahko doseže relativno veliko kapaciteto baterije, dolgo življenjsko dobo in relativno nizek notranji upor.
Vezivo je eden od pomembnih pomožnih funkcionalnih materialov v litij-ionskih baterijah. Je glavni vir mehanskih lastnosti celotne elektrode in ima pomemben vpliv na proizvodni proces elektrode in elektrokemično zmogljivost baterije. Samo vezivo nima kapacitete in zavzema zelo majhen delež v bateriji.
Poleg adhezivnih lastnosti splošnih veziv morajo biti vezivni materiali za elektrode litij-ionskih baterij tudi sposobni prenesti nabrekanje in korozijo elektrolita ter prenesti elektrokemično korozijo med polnjenjem in praznjenjem. Ostaja stabilen v območju delovne napetosti, zato ni veliko polimernih materialov, ki bi jih lahko uporabili kot veziva elektrod za litij-ionske baterije.
Obstajajo tri glavne vrste veziv za litij-ionske baterije, ki se trenutno pogosto uporabljajo: poliviniliden fluorid (PVDF), emulzija stiren-butadien kavčuka (SBR) in karboksimetil celuloza (CMC). Poleg tega določen trg zasedajo tudi poliakrilna kislina (PAA), veziva na vodni osnovi s poliakrilonitrilom (PAN) in poliakrilatom kot glavnimi komponentami.
Štiri značilnosti CMC na ravni baterije
Zaradi slabe topnosti v vodi kislinske strukture karboksimetil celuloze, da bi jo bolje uporabili, je CMC zelo široko uporabljen material v proizvodnji baterij.
Kot glavno vezivo materialov negativnih elektrod na vodni osnovi izdelke CMC široko uporabljajo domači in tuji proizvajalci baterij. Optimalna količina veziva lahko doseže relativno veliko kapaciteto baterije, dolgo življenjsko dobo in relativno nizek notranji upor.
Štiri značilnosti CMC so:
Prvič, CMC lahko naredi izdelek hidrofilen in topen, popolnoma topen v vodi, brez prostih vlaken in nečistoč.
Drugič, stopnja substitucije je enakomerna in viskoznost stabilna, kar lahko zagotovi stabilno viskoznost in oprijem.
Tretjič, proizvajajte izdelke visoke čistosti z nizko vsebnostjo kovinskih ionov.
Četrtič, izdelek je dobro združljiv s SBR lateksom in drugimi materiali.
CMC natrijeva karboksimetil celuloza, uporabljena v bateriji, je kvalitativno izboljšala svoj učinek uporabe in ji hkrati zagotavlja dobro učinkovitost uporabe s trenutnim učinkom uporabe.
Vloga CMC v baterijah
CMC je karboksimetiliran derivat celuloze, ki se običajno pripravi z reakcijo naravne celuloze s kavstično alkalijo in monokloroocetno kislino, njegova molekulska masa pa sega od tisoč do milijonov.
CMC je bel do svetlo rumen prah, zrnata ali vlaknasta snov, ki ima močno higroskopičnost in je lahko topna v vodi. Ko je raztopina nevtralna ali alkalna, je tekočina z visoko viskoznostjo. Če ga dolgo časa segrevamo nad 80 ℃, se bo viskoznost zmanjšala in bo netopen v vodi. Pri segrevanju na 190-205°C porjavi, pri segrevanju na 235-248°C karbonizira.
Ker ima CMC funkcije zgoščevanja, lepljenja, zadrževanja vode, emulgiranja in suspenzije v vodni raztopini, se pogosto uporablja na področjih keramike, hrane, kozmetike, tiskanja in barvanja, izdelave papirja, tekstila, premazov, lepil in medicine, visokokakovostnih izdelkov. končna keramika in litijeve baterije Področje predstavlja približno 7 %, splošno znano kot »industrijski mononatrijev glutamat«.
KonkretnoCMCv bateriji, funkcije CMC so: dispergiranje aktivnega materiala negativne elektrode in prevodnega sredstva; učinek zgostitve in proti usedanju na zmes negativne elektrode; pomoč pri lepljenju; stabilizacija zmogljivosti obdelave elektrode in pomoč pri izboljšanju zmogljivosti baterijskega cikla; izboljšati luščilno trdnost droga itd.
Učinkovitost in izbira CMC
Dodajanje CMC pri izdelavi brozge za elektrode lahko poveča viskoznost brozge in prepreči usedanje brozge. CMC bo razgradil natrijeve ione in anione v vodni raztopini, viskoznost CMC lepila pa se bo zmanjšala s povišanjem temperature, ki zlahka absorbira vlago in ima slabo elastičnost.
CMC ima lahko zelo dobro vlogo pri disperziji grafita negativne elektrode. Ko se količina CMC poveča, se bodo produkti njegove razgradnje oprijeli površine delcev grafita, delci grafita pa se bodo zaradi elektrostatične sile odbijali, kar bo doseglo dober učinek disperzije.
Očitna pomanjkljivost CMC je, da je relativno krhka. Če se kot vezivo uporabi ves CMC, se bo grafitna negativna elektroda zrušila med postopkom stiskanja in rezanja pola, kar bo povzročilo resno izgubo prahu. Hkrati na CMC močno vpliva razmerje med materiali elektrode in pH vrednostjo, plošča elektrode pa lahko med polnjenjem in praznjenjem poči, kar neposredno vpliva na varnost baterije.
Sprva je bilo vezivo, ki se je uporabljalo za mešanje negativnih elektrod, PVDF in druga veziva na oljni osnovi, vendar je ob upoštevanju varstva okolja in drugih dejavnikov postala običajna uporaba veziv na vodni osnovi za negativne elektrode.
Popolno vezivo ne obstaja, poskusite izbrati vezivo, ki ustreza zahtevam glede fizikalne obdelave in elektrokemije. Z razvojem tehnologije litijevih baterij ter težavami glede stroškov in varstva okolja bodo veziva na vodni osnovi sčasoma nadomestila veziva na oljni osnovi.
CMC sta dva glavna proizvodna procesa
Glede na različne medije za eterifikacijo lahko industrijsko proizvodnjo CMC razdelimo v dve kategoriji: metodo na vodni osnovi in metodo na osnovi topil. Metoda z uporabo vode kot reakcijskega medija se imenuje metoda vodnega medija, ki se uporablja za proizvodnjo alkalnega medija in CMC nizke stopnje. Metoda uporabe organskega topila kot reakcijskega medija se imenuje metoda topila, ki je primerna za proizvodnjo CMC srednje in visoke stopnje. Ti dve reakciji potekata v gnetilniku, ki spada v proces gnetenja in je trenutno glavna metoda za proizvodnjo CMC.
Metoda vodnega medija: zgodnejši industrijski proizvodni proces, metoda je reakcija alkalne celuloze in sredstva za eterifikacijo v pogojih proste alkalije in vode, ki se uporablja za pripravo izdelkov CMC srednjega in nizkega razreda, kot so detergenti in sredstva za lepljenje tekstila. Počakajte . Prednost metode vodnega medija je, da so zahteve glede opreme sorazmerno preproste in stroški nizki; pomanjkljivost je, da zaradi pomanjkanja velike količine tekočega medija toplota, ki nastane pri reakciji, poveča temperaturo in pospeši hitrost stranskih reakcij, kar povzroči nizko učinkovitost eterifikacije in slabo kakovost izdelka.
metoda topila; znana tudi kot metoda organskih topil, je razdeljena na metodo gnetenja in metodo gošče glede na količino reakcijskega razredčila. Njegova glavna značilnost je, da se reakciji alkalizacije in eterifikacije izvajata pod pogojem, da je reakcijski medij (redčilo) organsko topilo. Tako kot reakcijski proces pri vodni metodi je tudi metoda s topilom sestavljena iz dveh stopenj alkalizacije in eterifikacije, vendar je reakcijski medij teh dveh stopenj različen. Prednost metode s topilom je, da opusti postopke alkalnega namakanja, stiskanja, drobljenja in staranja, ki so značilni za vodno metodo, alkalizacija in eterifikacija pa se izvajata v gnetilniku; slabost je, da je regulacija temperature relativno slaba, prostorske zahteve pa relativno nizke. , višji stroški.
Čas objave: Jan-05-2023