Su bazlı negatif elektrot malzemelerinin ana bağlayıcısı olan CMC ürünleri yerli ve yabancı akü üreticileri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Optimum miktarda bağlayıcı, nispeten büyük pil kapasitesi, uzun çevrim ömrü ve nispeten düşük iç direnç elde edebilir.
Bağlayıcı, lityum iyon pillerdeki önemli yardımcı fonksiyonel malzemelerden biridir. Elektrotun tamamının mekanik özelliklerinin ana kaynağıdır ve elektrotun üretim süreci ve pilin elektrokimyasal performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bağlayıcının kendi kapasitesi yoktur ve aküde çok küçük bir oran kaplar.
Genel bağlayıcıların yapışkan özelliklerine ek olarak, lityum iyon pil elektrot bağlayıcı malzemelerinin ayrıca elektrolitin şişmesine ve korozyonuna ve ayrıca şarj ve deşarj sırasında elektrokimyasal korozyona dayanabilmesi gerekir. Çalışma voltajı aralığında stabil kalır, bu nedenle lityum iyon piller için elektrot bağlayıcı olarak kullanılabilecek çok fazla polimer malzeme yoktur.
Şu anda yaygın olarak kullanılan üç ana lityum iyon pil bağlayıcı türü vardır: poliviniliden florür (PVDF), stiren-bütadien kauçuk (SBR) emülsiyonu ve karboksimetil selüloz (CMC). Ayrıca poliakrilik asit (PAA), poliakrilonitril (PAN) ve poliakrilat içeren su bazlı bağlayıcılar da ana bileşenler olarak belirli bir pazara sahiptir.
Pil düzeyinde CMC'nin dört özelliği
Karboksimetil selülozun asit yapısının suda çözünürlüğünün zayıf olması nedeniyle, daha iyi uygulanabilmesi için CMC, pil üretiminde çok yaygın olarak kullanılan bir malzemedir.
Su bazlı negatif elektrot malzemelerinin ana bağlayıcısı olan CMC ürünleri yerli ve yabancı akü üreticileri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Optimum miktarda bağlayıcı, nispeten büyük pil kapasitesi, uzun çevrim ömrü ve nispeten düşük iç direnç elde edebilir.
CMC'nin dört özelliği şunlardır:
İlk olarak CMC, ürünü hidrofilik ve çözünür hale getirebilir, serbest lifler ve yabancı maddeler olmadan suda tamamen çözünür hale getirebilir.
İkincisi, ikame derecesi tekdüzedir ve viskozite stabildir, bu da stabil viskozite ve yapışma sağlayabilir.
Üçüncüsü, düşük metal iyonu içeriğine sahip, yüksek saflıkta ürünler üretin.
Dördüncüsü, ürünün SBR lateks ve diğer malzemelerle iyi bir uyumluluğu vardır.
Pilde kullanılan CMC sodyum karboksimetil selüloz, kullanım etkisini niteliksel olarak geliştirmiştir ve aynı zamanda mevcut kullanım etkisi ile iyi bir kullanım performansı sağlamaktadır.
CMC'nin pillerdeki rolü
CMC, genellikle doğal selülozun kostik alkali ve monokloroasetik asit ile reaksiyona sokulmasıyla hazırlanan karboksimetillenmiş bir selüloz türevidir ve moleküler ağırlığı binlerce ila milyonlarca arasında değişmektedir.
CMC, güçlü higroskopisiteye sahip olan ve suda kolayca çözünebilen, beyaz ila açık sarı toz, granüler veya lifli bir maddedir. Nötr veya alkali olduğunda çözelti yüksek viskoziteli bir sıvıdır. Uzun süre 80°C'nin üzerinde ısıtılırsa viskozitesi düşecek ve suda çözünmez hale gelecektir. 190-205°C'ye ısıtıldığında kahverengiye döner, 235-248°C'ye ısıtıldığında ise karbonlaşır.
CMC sulu çözeltide kalınlaştırma, bağlama, su tutma, emülsifikasyon ve süspansiyon fonksiyonlarına sahip olduğundan seramik, gıda, kozmetik, baskı ve boyama, kağıt yapımı, tekstil, kaplama, yapıştırıcılar ve tıp, yüksek teknoloji alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. son seramikler ve lityum piller Bu alan, genellikle "endüstriyel monosodyum glutamat" olarak bilinen yaklaşık %7'yi oluşturur.
özellikleCMCpildeCMC'nin işlevleri şunlardır: negatif elektrot aktif maddesini ve iletken maddeyi dağıtmak; negatif elektrot bulamacı üzerinde kalınlaşma ve çökelme önleyici etki; bağlanmaya yardımcı olmak; elektrotun işlem performansının stabilize edilmesi ve pil döngüsü Performansının iyileştirilmesine yardımcı olunması; direk parçasının vb. soyulma mukavemetini arttırın.
CMC performansı ve seçimi
Elektrot bulamacı hazırlanırken CMC'nin eklenmesi bulamacın viskozitesini artırabilir ve bulamacın çökelmesini önleyebilir. CMC, sulu çözeltide sodyum iyonlarını ve anyonlarını ayrıştıracak ve CMC tutkalının viskozitesi, nemi emmesi kolay ve elastikiyeti zayıf olan sıcaklık artışıyla azalacaktır.
CMC, negatif elektrot grafitinin dağılmasında çok iyi bir rol oynayabilir. CMC miktarı arttıkça, ayrışma ürünleri grafit parçacıklarının yüzeyine yapışacak ve grafit parçacıkları elektrostatik kuvvet nedeniyle birbirini iterek iyi bir dağılım etkisi elde edecektir.
CMC'nin bariz dezavantajı nispeten kırılgan olmasıdır. Bağlayıcı olarak CMC'nin tamamı kullanılırsa, kutup parçasının preslenmesi ve kesilmesi sırasında grafit negatif elektrot çökecek ve bu da ciddi toz kaybına neden olacaktır. Aynı zamanda CMC, elektrot malzemelerinin pH değeri oranından büyük ölçüde etkilenir ve şarj ve deşarj sırasında elektrot tabakası çatlayabilir, bu da pilin güvenliğini doğrudan etkiler.
Başlangıçta, negatif elektrot karıştırma için kullanılan bağlayıcı PVDF ve diğer yağ bazlı bağlayıcılardı, ancak çevre koruma ve diğer faktörler göz önüne alındığında, negatif elektrotlar için su bazlı bağlayıcıların kullanılması ana akım haline geldi.
Mükemmel bağlayıcı mevcut değildir; fiziksel işleme ve elektrokimyasal gereklilikleri karşılayan bir bağlayıcı seçmeye çalışın. Lityum pil teknolojisinin gelişmesinin yanı sıra maliyet ve çevre koruma sorunlarıyla birlikte, su bazlı bağlayıcılar eninde sonunda yağ bazlı bağlayıcıların yerini alacak.
CMC iki ana üretim süreci
Farklı eterifikasyon ortamlarına göre CMC'nin endüstriyel üretimi iki kategoriye ayrılabilir: su bazlı yöntem ve solvent bazlı yöntem. Reaksiyon ortamı olarak suyun kullanıldığı yönteme, alkali ortam ve düşük dereceli CMC üretmek için kullanılan su ortamı yöntemi denir. Orta ve yüksek dereceli CMC üretimi için uygun olan, reaksiyon ortamı olarak organik solventin kullanıldığı yönteme solvent yöntemi denir. Bu iki reaksiyon, yoğurma işlemine ait olan ve şu anda CMC üretiminin ana yöntemi olan bir yoğurucuda gerçekleştirilir.
Su ortamı yöntemi: Daha eski bir endüstriyel üretim süreci olan yöntem, deterjanlar ve tekstil haşıl maddeleri gibi orta ve düşük dereceli CMC ürünlerini hazırlamak için kullanılan alkali selüloz ve eterleştirme maddesinin serbest alkali ve su koşulları altında reaksiyona sokulmasıdır. . Su ortamı yönteminin avantajı, ekipman gereksinimlerinin nispeten basit olması ve maliyetinin düşük olmasıdır; dezavantajı, büyük miktarda sıvı ortamın bulunmaması nedeniyle, reaksiyon tarafından üretilen ısının sıcaklığı arttırması ve yan reaksiyonların hızını hızlandırması, bunun sonucunda düşük eterifikasyon verimliliği ve düşük ürün kalitesine yol açmasıdır.
Çözücü yöntemi; Organik çözücü yöntemi olarak da bilinir, reaksiyon seyreltici miktarına göre yoğurma yöntemi ve bulamaç yöntemine ayrılır. Başlıca özelliği, alkalileştirme ve eterleştirme reaksiyonlarının, reaksiyon ortamı (seyreltici) olarak organik bir çözücünün koşulları altında gerçekleştirilmesidir. Su yönteminin reaksiyon prosesi gibi, solvent metodu da alkalileştirme ve eterifikasyon olmak üzere iki aşamadan oluşur, ancak bu iki aşamanın reaksiyon ortamı farklıdır. Çözücü yönteminin avantajı, su yönteminde bulunan alkaliyle ıslatma, presleme, kırma ve yaşlandırma işlemlerini ortadan kaldırması ve alkalileştirme ve eterleştirme işlemlerinin tamamının yoğurucuda gerçekleştirilmesidir; dezavantajı, sıcaklık kontrol edilebilirliğinin nispeten zayıf olması ve alan gereksinimlerinin nispeten zayıf olmasıdır. ,daha yüksek maliyet.
Gönderim zamanı: Ocak-05-2023