Bilang pangunahing tagapagbalat ng tubig na nakabatay sa mga negatibong elektrod na materyales, ang mga produkto ng CMC ay malawakang ginagamit ng mga tagagawa ng domestic at dayuhang baterya. Ang pinakamainam na dami ng binder ay maaaring makakuha ng medyo malaking kapasidad ng baterya, mahabang cycle ng buhay at medyo mababa ang panloob na resistensya.
Ang Binder ay isa sa mga mahalagang pantulong na functional na materyales sa mga baterya ng lithium-ion. Ito ang pangunahing pinagmumulan ng mga mekanikal na katangian ng buong elektrod at may mahalagang epekto sa proseso ng produksyon ng elektrod at ang pagganap ng electrochemical ng baterya. Ang binder mismo ay walang kapasidad at sumasakop ng napakaliit na proporsyon sa baterya.
Bilang karagdagan sa mga malagkit na katangian ng mga pangkalahatang binder, ang lithium-ion na baterya ng mga electrode binder na materyales ay kailangan ding makatiis sa pamamaga at kaagnasan ng electrolyte, pati na rin ang electrochemical corrosion sa panahon ng charge at discharge. Ito ay nananatiling matatag sa hanay ng boltahe na gumagana, kaya walang maraming polymer na materyales na maaaring magamit bilang mga electrode binder para sa mga baterya ng lithium-ion.
May tatlong pangunahing uri ng lithium-ion battery binders na malawakang ginagamit sa kasalukuyan: polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene-butadiene rubber (SBR) emulsion at carboxymethyl cellulose (CMC). Bilang karagdagan, ang polyacrylic acid (PAA), Water-based binders na may polyacrylonitrile (PAN) at polyacrylate bilang mga pangunahing bahagi ay sumasakop din sa isang tiyak na merkado.
Apat na katangian ng CMC sa antas ng baterya
Dahil sa mahinang tubig solubility ng acid na istraktura ng carboxymethyl cellulose, upang mas mahusay na mailapat ito, ang CMC ay isang napakalawak na ginagamit na materyal sa produksyon ng baterya.
Bilang pangunahing tagapagbalat ng tubig na nakabatay sa mga negatibong elektrod na materyales, ang mga produkto ng CMC ay malawakang ginagamit ng mga tagagawa ng domestic at dayuhang baterya. Ang pinakamainam na dami ng binder ay maaaring makakuha ng medyo malaking kapasidad ng baterya, mahabang cycle ng buhay at medyo mababa ang panloob na resistensya.
Ang apat na katangian ng CMC ay:
Una, maaaring gawin ng CMC ang produkto na hydrophilic at natutunaw, ganap na natutunaw sa tubig, nang walang libreng fibers at impurities.
Pangalawa, ang antas ng pagpapalit ay pare-pareho at ang lagkit ay matatag, na maaaring magbigay ng matatag na lagkit at pagdirikit.
Pangatlo, gumawa ng mga produktong may mataas na kadalisayan na may mababang nilalaman ng metal na ion.
Ikaapat, ang produkto ay may mahusay na pagkakatugma sa SBR latex at iba pang mga materyales.
Ang CMC sodium carboxymethyl cellulose na ginamit sa baterya ay may husay na napabuti ang epekto ng paggamit nito, at sa parehong oras ay nagbibigay ito ng mahusay na pagganap ng paggamit, kasama ang kasalukuyang epekto ng paggamit.
Ang papel ng CMC sa mga baterya
Ang CMC ay isang carboxymethylated derivative ng cellulose, na kadalasang inihahanda sa pamamagitan ng pagtugon sa natural na selulusa na may caustic alkali at monochloroacetic acid, at ang molecular weight nito ay mula sa libo hanggang milyon.
Ang CMC ay isang puti hanggang mapusyaw na dilaw na pulbos, butil-butil o fibrous na substance, na may malakas na hygroscopicity at madaling natutunaw sa tubig. Kapag ito ay neutral o alkalina, ang solusyon ay isang high-viscosity na likido. Kung ito ay pinainit sa itaas ng 80 ℃ sa mahabang panahon, ang lagkit ay bababa at ito ay hindi matutunaw sa tubig. Nagiging kayumanggi ito kapag pinainit hanggang 190-205°C, at nagiging carbonize kapag pinainit sa 235-248°C.
Dahil ang CMC ay may mga function ng pampalapot, pagbubuklod, pagpapanatili ng tubig, emulsification at pagsususpinde sa may tubig na solusyon, ito ay malawakang ginagamit sa mga larangan ng keramika, pagkain, kosmetiko, pag-print at pagtitina, paggawa ng papel, tela, coatings, adhesives at gamot, high- end ceramics at lithium batteries Ang field ay humigit-kumulang 7%, karaniwang kilala bilang "industrial monosodium glutamate".
Sa partikularCMCsa baterya, ang mga function ng CMC ay: dispersing ang negatibong elektrod aktibong materyal at kondaktibo ahente; pampalapot at anti-sedimentation effect sa negatibong electrode slurry; pagtulong sa pagbubuklod; pagpapatatag ng pagganap ng pagpoproseso ng elektrod at pagtulong upang mapabuti ang pagganap ng ikot ng baterya; pagbutihin ang lakas ng balat ng piraso ng poste, atbp.
Pagganap at pagpili ng CMC
Ang pagdaragdag ng CMC kapag ginagawa ang electrode slurry ay maaaring tumaas ang lagkit ng slurry at maiwasan ang slurry mula sa pag-aayos. Mabubulok ng CMC ang mga sodium ions at anion sa may tubig na solusyon, at ang lagkit ng CMC glue ay bababa sa pagtaas ng temperatura, na madaling sumipsip ng kahalumigmigan at may mahinang pagkalastiko.
Ang CMC ay maaaring maglaro ng isang napakahusay na papel sa pagpapakalat ng negatibong electrode graphite. Habang tumataas ang halaga ng CMC, ang mga produkto ng decomposition nito ay makakadikit sa ibabaw ng mga particle ng graphite, at ang mga particle ng graphite ay magtatataboy sa isa't isa dahil sa electrostatic force, na nakakamit ng isang mahusay na dispersion effect.
Ang halatang kawalan ng CMC ay medyo malutong ito. Kung ang lahat ng CMC ay gagamitin bilang binder, ang graphite negative electrode ay babagsak sa panahon ng proseso ng pagpindot at pagputol ng piraso ng poste, na magdudulot ng malubhang pagkawala ng pulbos. Kasabay nito, ang CMC ay lubhang naaapektuhan ng ratio ng mga materyales ng elektrod at halaga ng pH, at ang electrode sheet ay maaaring pumutok sa panahon ng pagcha-charge at pagdiskarga, na direktang nakakaapekto sa kaligtasan ng baterya.
Sa una, ang binder na ginamit para sa negatibong electrode stirring ay PVDF at iba pang oil-based binders, ngunit kung isasaalang-alang ang proteksyon sa kapaligiran at iba pang mga kadahilanan, naging mainstream ang paggamit ng water-based binders para sa mga negatibong electrodes.
Ang perpektong panali ay hindi umiiral, subukang pumili ng isang panali na nakakatugon sa pisikal na pagproseso at mga kinakailangan sa electrochemical. Sa pagbuo ng teknolohiya ng baterya ng lithium, pati na rin ang mga isyu sa gastos at proteksyon sa kapaligiran, ang mga water-based na binder ay papalitan sa kalaunan ang mga oil-based na binder.
CMC dalawang pangunahing proseso ng pagmamanupaktura
Ayon sa iba't ibang etherification media, ang pang-industriyang produksyon ng CMC ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: water-based na pamamaraan at solvent-based na paraan. Ang pamamaraan na gumagamit ng tubig bilang medium ng reaksyon ay tinatawag na paraan ng daluyan ng tubig, na ginagamit upang makabuo ng alkaline medium at mababang uri ng CMC. Ang paraan ng paggamit ng organic solvent bilang reaction medium ay tinatawag na solvent method, na angkop para sa produksyon ng medium at high-grade CMC. Ang dalawang reaksyong ito ay isinasagawa sa isang kneader, na kabilang sa proseso ng pagmamasa at kasalukuyang pangunahing pamamaraan para sa paggawa ng CMC.
Paraan ng daluyan ng tubig: isang mas maagang proseso ng produksyon ng industriya, ang paraan ay ang reaksyon ng alkali cellulose at etherification agent sa ilalim ng mga kondisyon ng libreng alkali at tubig, na ginagamit upang maghanda ng mga daluyan at mababang uri ng mga produkto ng CMC, tulad ng mga detergent at textile sizing agent Maghintay . Ang bentahe ng paraan ng daluyan ng tubig ay ang mga kinakailangan sa kagamitan ay medyo simple at ang gastos ay mababa; ang kawalan ay dahil sa kakulangan ng isang malaking halaga ng likidong daluyan, ang init na nabuo ng reaksyon ay nagpapataas ng temperatura at nagpapabilis sa bilis ng mga side reaction, na nagreresulta sa mababang kahusayan ng etherification at mahinang kalidad ng produkto.
Paraan ng solvent; kilala rin bilang organic solvent method, ito ay nahahati sa kneading method at slurry method ayon sa dami ng reaction diluent. Ang pangunahing tampok nito ay ang mga reaksyon ng alkalization at etherification ay isinasagawa sa ilalim ng kondisyon ng isang organikong solvent bilang medium ng reaksyon (diluent) ng. Tulad ng proseso ng reaksyon ng pamamaraan ng tubig, ang paraan ng solvent ay binubuo din ng dalawang yugto ng alkalization at etherification, ngunit ang medium ng reaksyon ng dalawang yugto na ito ay naiiba. Ang bentahe ng paraan ng solvent ay ang pag-alis ng mga proseso ng alkalina soaking, pagpindot, pagdurog, at pagtanda na likas sa paraan ng tubig, at ang alkalization at etherification ay lahat ay isinasagawa sa kneader; ang kawalan ay ang pagkontrol sa temperatura ay medyo mahirap, at ang mga kinakailangan sa espasyo ay medyo mahirap. ,mas mataas na gastos.
Oras ng post: Ene-05-2023