బ్యాటరీలలో CMC బైండర్ యొక్క అప్లికేషన్

నీటి ఆధారిత ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల ప్రధాన బైండర్‌గా, CMC ఉత్పత్తులను దేశీయ మరియు విదేశీ బ్యాటరీ తయారీదారులు విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. బైండర్ యొక్క సరైన మొత్తం సాపేక్షంగా పెద్ద బ్యాటరీ సామర్థ్యం, ​​సుదీర్ఘ చక్రం జీవితం మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ అంతర్గత నిరోధకతను పొందవచ్చు.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ముఖ్యమైన సహాయక క్రియాత్మక పదార్థాలలో బైండర్ ఒకటి. ఇది మొత్తం ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాల యొక్క ప్రధాన మూలం మరియు ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉత్పత్తి ప్రక్రియ మరియు బ్యాటరీ యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్ పనితీరుపై ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. బైండర్‌కు ఎటువంటి సామర్థ్యం లేదు మరియు బ్యాటరీలో చాలా తక్కువ భాగాన్ని ఆక్రమిస్తుంది.

సాధారణ బైండర్ల అంటుకునే లక్షణాలతో పాటు, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ బైండర్ పదార్థాలు కూడా ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క వాపు మరియు తుప్పును తట్టుకోగలగాలి, అలాగే ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ సమయంలో ఎలెక్ట్రోకెమికల్ తుప్పును తట్టుకోగలగాలి. ఇది పని చేసే వోల్టేజ్ పరిధిలో స్థిరంగా ఉంటుంది, కాబట్టి లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం ఎలక్ట్రోడ్ బైండర్లుగా ఉపయోగించే అనేక పాలిమర్ పదార్థాలు లేవు.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ బైండర్లలో మూడు ప్రధాన రకాలు ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి: పాలీవినైలిడిన్ ఫ్లోరైడ్ (PVDF), స్టైరీన్-బ్యూటాడిన్ రబ్బర్ (SBR) ఎమల్షన్ మరియు కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్ (CMC). అదనంగా, పాలీయాక్రిలిక్ యాసిడ్ (PAA), పాలీయాక్రిలోనిట్రైల్ (PAN) మరియు పాలీయాక్రిలేట్‌తో కూడిన నీటి ఆధారిత బైండర్‌లు కూడా ఒక నిర్దిష్ట మార్కెట్‌ను ఆక్రమిస్తాయి.

బ్యాటరీ-స్థాయి CMC యొక్క నాలుగు లక్షణాలు

కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క యాసిడ్ నిర్మాణం యొక్క పేలవమైన నీటిలో ద్రావణీయత కారణంగా, దానిని బాగా వర్తింపజేయడానికి, CMC అనేది బ్యాటరీ ఉత్పత్తిలో చాలా విస్తృతంగా ఉపయోగించే పదార్థం.

నీటి ఆధారిత ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల ప్రధాన బైండర్‌గా, CMC ఉత్పత్తులను దేశీయ మరియు విదేశీ బ్యాటరీ తయారీదారులు విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. బైండర్ యొక్క సరైన మొత్తం సాపేక్షంగా పెద్ద బ్యాటరీ సామర్థ్యం, ​​సుదీర్ఘ చక్రం జీవితం మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ అంతర్గత నిరోధకతను పొందవచ్చు.

CMC యొక్క నాలుగు లక్షణాలు:

ముందుగా, CMC ఉత్పత్తిని హైడ్రోఫిలిక్ మరియు కరిగే, నీటిలో పూర్తిగా కరిగే, ఉచిత ఫైబర్స్ మరియు మలినాలను లేకుండా చేయవచ్చు.

రెండవది, ప్రత్యామ్నాయం యొక్క డిగ్రీ ఏకరీతిగా ఉంటుంది మరియు స్నిగ్ధత స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది స్థిరమైన స్నిగ్ధత మరియు సంశ్లేషణను అందిస్తుంది.

మూడవది, తక్కువ మెటల్ అయాన్ కంటెంట్‌తో అధిక స్వచ్ఛత ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయండి.

నాల్గవది, ఉత్పత్తి SBR రబ్బరు పాలు మరియు ఇతర పదార్థాలతో మంచి అనుకూలతను కలిగి ఉంది.

బ్యాటరీలో ఉపయోగించే CMC సోడియం కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్ దాని వినియోగ ప్రభావాన్ని గుణాత్మకంగా మెరుగుపరిచింది మరియు అదే సమయంలో ప్రస్తుత వినియోగ ప్రభావంతో మంచి ఉపయోగం పనితీరును అందిస్తుంది.

బ్యాటరీలలో CMC పాత్ర

CMC అనేది సెల్యులోజ్ యొక్క కార్బాక్సిమీథైలేటెడ్ ఉత్పన్నం, ఇది సాధారణంగా సహజమైన సెల్యులోజ్‌ను కాస్టిక్ ఆల్కలీ మరియు మోనోక్లోరోఅసిటిక్ యాసిడ్‌తో ప్రతిస్పందించడం ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది మరియు దాని పరమాణు బరువు వేల నుండి మిలియన్ల వరకు ఉంటుంది.

CMC అనేది తెలుపు నుండి లేత పసుపు పొడి, గ్రాన్యులర్ లేదా పీచు పదార్థం, ఇది బలమైన హైగ్రోస్కోపిసిటీని కలిగి ఉంటుంది మరియు నీటిలో సులభంగా కరుగుతుంది. ఇది తటస్థ లేదా ఆల్కలీన్ అయినప్పుడు, పరిష్కారం అధిక-స్నిగ్ధత ద్రవంగా ఉంటుంది. 80℃ కంటే ఎక్కువ సేపు వేడి చేస్తే స్నిగ్ధత తగ్గి నీటిలో కరగదు. ఇది 190-205 ° C వరకు వేడి చేసినప్పుడు గోధుమ రంగులోకి మారుతుంది మరియు 235-248 ° C వరకు వేడి చేసినప్పుడు కార్బోనైజ్ అవుతుంది.

CMC సజల ద్రావణంలో గట్టిపడటం, బంధం, నీటిని నిలుపుకోవడం, ఎమల్సిఫికేషన్ మరియు సస్పెన్షన్ వంటి విధులను కలిగి ఉన్నందున, ఇది సిరామిక్స్, ఆహారం, సౌందర్య సాధనాలు, ప్రింటింగ్ మరియు డైయింగ్, పేపర్‌మేకింగ్, వస్త్రాలు, పూతలు, అంటుకునే పదార్థాలు మరియు ఔషధం, అధిక- ముగింపు సిరామిక్స్ మరియు లిథియం బ్యాటరీలు ఫీల్డ్ సుమారు 7% వాటాను కలిగి ఉంది, దీనిని సాధారణంగా "పారిశ్రామిక మోనోసోడియం గ్లుటామేట్" అని పిలుస్తారు.

ప్రత్యేకంగాCMCబ్యాటరీలో, CMC యొక్క విధులు: ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ క్రియాశీల పదార్థం మరియు వాహక ఏజెంట్‌ను చెదరగొట్టడం; ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ స్లర్రిపై గట్టిపడటం మరియు వ్యతిరేక అవక్షేప ప్రభావం; బంధం సహాయం; ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ప్రాసెసింగ్ పనితీరును స్థిరీకరించడం మరియు బ్యాటరీ చక్రం పనితీరును మెరుగుపరచడంలో సహాయం చేయడం; పోల్ పీస్ యొక్క పీల్ బలాన్ని మెరుగుపరచండి, మొదలైనవి.

CMC పనితీరు మరియు ఎంపిక

ఎలక్ట్రోడ్ స్లర్రీని తయారు చేసేటప్పుడు CMCని జోడించడం వలన స్లర్రీ యొక్క స్నిగ్ధత పెరుగుతుంది మరియు స్లర్రీ స్థిరపడకుండా నిరోధించవచ్చు. CMC సోడియం అయాన్లు మరియు అయాన్లను సజల ద్రావణంలో కుళ్ళిస్తుంది మరియు CMC జిగురు యొక్క స్నిగ్ధత ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో తగ్గుతుంది, ఇది తేమను సులభంగా గ్రహించడం మరియు పేలవమైన స్థితిస్థాపకత కలిగి ఉంటుంది.

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ గ్రాఫైట్ వ్యాప్తిలో CMC చాలా మంచి పాత్ర పోషిస్తుంది. CMC మొత్తం పెరిగేకొద్దీ, దాని కుళ్ళిపోయే ఉత్పత్తులు గ్రాఫైట్ కణాల ఉపరితలంపై కట్టుబడి ఉంటాయి మరియు గ్రాఫైట్ కణాలు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ శక్తి కారణంగా ఒకదానికొకటి తిప్పికొట్టబడతాయి, ఇది మంచి వ్యాప్తి ప్రభావాన్ని సాధిస్తుంది.

CMC యొక్క స్పష్టమైన ప్రతికూలత ఏమిటంటే ఇది సాపేక్షంగా పెళుసుగా ఉంటుంది. అన్ని CMCలను బైండర్‌గా ఉపయోగించినట్లయితే, పోల్ ముక్కను నొక్కడం మరియు కత్తిరించే ప్రక్రియలో గ్రాఫైట్ ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ కూలిపోతుంది, ఇది తీవ్రమైన పొడి నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది. అదే సమయంలో, CMC ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు మరియు pH విలువ నిష్పత్తి ద్వారా బాగా ప్రభావితమవుతుంది మరియు ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సమయంలో ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ పగుళ్లు రావచ్చు, ఇది నేరుగా బ్యాటరీ భద్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది.

ప్రారంభంలో, ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ స్టిరింగ్ కోసం ఉపయోగించే బైండర్ PVDF మరియు ఇతర చమురు-ఆధారిత బైండర్లు, కానీ పర్యావరణ పరిరక్షణ మరియు ఇతర అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ల కోసం నీటి ఆధారిత బైండర్లను ఉపయోగించడం ప్రధాన స్రవంతి అయింది.

ఖచ్చితమైన బైండర్ ఉనికిలో లేదు, భౌతిక ప్రాసెసింగ్ మరియు ఎలెక్ట్రోకెమికల్ అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉండే బైండర్ను ఎంచుకోవడానికి ప్రయత్నించండి. లిథియం బ్యాటరీ సాంకేతికత అభివృద్ధి, అలాగే ఖర్చు మరియు పర్యావరణ పరిరక్షణ సమస్యలతో, నీటి ఆధారిత బైండర్లు చివరికి చమురు ఆధారిత బైండర్లను భర్తీ చేస్తాయి.

CMC రెండు ప్రధాన తయారీ ప్రక్రియలు

వివిధ ఈథరిఫికేషన్ మీడియా ప్రకారం, CMC యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిని రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: నీటి ఆధారిత పద్ధతి మరియు ద్రావకం ఆధారిత పద్ధతి. ప్రతిచర్య మాధ్యమంగా నీటిని ఉపయోగించే పద్ధతిని నీటి మాధ్యమ పద్ధతి అంటారు, ఇది ఆల్కలీన్ మీడియం మరియు తక్కువ-గ్రేడ్ CMCని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. సేంద్రీయ ద్రావకాన్ని ప్రతిచర్య మాధ్యమంగా ఉపయోగించే పద్ధతిని ద్రావణి పద్ధతి అంటారు, ఇది మీడియం మరియు హై-గ్రేడ్ CMC ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ రెండు ప్రతిచర్యలు కండరముల పిసుకుట / పట్టుటలో నిర్వహించబడతాయి, ఇది పిసికి కలుపు ప్రక్రియకు చెందినది మరియు ప్రస్తుతం CMCని ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రధాన పద్ధతి.

నీటి మాధ్యమ పద్ధతి: మునుపటి పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి ప్రక్రియ, ఉచిత క్షారాలు మరియు నీటి పరిస్థితులలో ఆల్కలీ సెల్యులోజ్ మరియు ఈథరిఫికేషన్ ఏజెంట్‌ను ప్రతిస్పందించడం పద్ధతి, ఇది డిటర్జెంట్లు మరియు టెక్స్‌టైల్ సైజింగ్ ఏజెంట్లు వేచి ఉండండి వంటి మధ్యస్థ మరియు తక్కువ-గ్రేడ్ CMC ఉత్పత్తులను సిద్ధం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. . నీటి మాధ్యమ పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే పరికరాల అవసరాలు సాపేక్షంగా సరళంగా ఉంటాయి మరియు ఖర్చు తక్కువగా ఉంటుంది; ప్రతికూలత ఏమిటంటే, పెద్ద మొత్తంలో ద్రవ మాధ్యమం లేకపోవడం వల్ల, ప్రతిచర్య ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వేడి ఉష్ణోగ్రతను పెంచుతుంది మరియు సైడ్ రియాక్షన్‌ల వేగాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది, ఫలితంగా తక్కువ ఈథరిఫికేషన్ సామర్థ్యం మరియు పేలవమైన ఉత్పత్తి నాణ్యత.

ద్రావణి పద్ధతి; ఆర్గానిక్ సాల్వెంట్ పద్ధతి అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది రియాక్షన్ డైలెంట్ మొత్తం ప్రకారం పిసికి కలుపు పద్ధతి మరియు స్లర్రీ పద్ధతిగా విభజించబడింది. దీని ప్రధాన లక్షణం ఏమిటంటే, ఆల్కలైజేషన్ మరియు ఈథరిఫికేషన్ ప్రతిచర్యలు సేంద్రీయ ద్రావకం యొక్క ప్రతిచర్య మాధ్యమం (పలచన) యొక్క పరిస్థితిలో నిర్వహించబడతాయి. నీటి పద్ధతి యొక్క ప్రతిచర్య ప్రక్రియ వలె, ద్రావణి పద్ధతి కూడా ఆల్కలైజేషన్ మరియు ఈథరిఫికేషన్ యొక్క రెండు దశలను కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఈ రెండు దశల ప్రతిచర్య మాధ్యమం భిన్నంగా ఉంటుంది. ద్రావణి పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఇది నీటి పద్ధతిలో అంతర్లీనంగా క్షారాన్ని నానబెట్టడం, నొక్కడం, చూర్ణం చేయడం మరియు వృద్ధాప్యం వంటి ప్రక్రియలను విస్మరిస్తుంది మరియు ఆల్కలైజేషన్ మరియు ఈథరిఫికేషన్ అన్నీ క్నీడర్‌లో నిర్వహించబడతాయి; ప్రతికూలత ఏమిటంటే ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంది మరియు స్థల అవసరాలు చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. ,అధిక ధర.