CMC باتارېيە كەسپىدە ئىشلىتىلىدۇ

ناترىي كاربونسىمان سېللۇلوزا دېگەن نېمە?

ناترىي Carboxymethyl سېللۇلوزا ، (يەنە: Carboxymethyl cellulose ناترىي تۇزى ، Carboxymethyl سېللۇلوزا ، CMC ، Carboxymethyl ، CelluloseSodium ، SodiumsaltofCaboxyMethylCellulose) دۇنيادىكى ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان تالا تۈرى بولۇپ ، مىقدارى ئەڭ كۆپ.

Cmc-na بولسا سېللۇلوزا تۇخۇمى بولۇپ ، پولىمېرلىشىش دەرىجىسى 100 ~ 2000 ، مولېكۇلا ئېغىرلىقى 242.16. ئاق تالا ياكى دانچە تالقان. پۇراقسىز ، تەمسىز ، تەمسىز ، گىگروسكوپتىك ، ئورگانىك ئېرىتكۈچىدە ئېرىمەيدۇ. بۇ قەغەز ئاساسلىقى لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە تەپسىلاتلىرىدا ناترىي كاربونسىمېتىل سېللۇلوزانىڭ ئىشلىتىلىشىنى چۈشىنىدۇ.

ناترىي كاربونسىمان سېللۇلوزا ئىشلىتىشتىكى ئىلگىرىلەش CMCلىتىي ئىئونلۇق باتارېيەدە

ھازىر ، پولىۋىنىلدىن فتور [pVDF, (CH: A CF :)] لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە ئىشلەپچىقىرىشتا باغلاش ئورنىدا كەڭ قوللىنىلىدۇ. . PVDF قىممەت بولۇپلا قالماي ، يەنە پارتلاتقۇچ دورا ئىشلىتىش جەريانىدا ئىشلىتىش كېرەك ، ئورگانىك ئېرىتكۈچىنىڭ مۇھىتىغا دوستانە ، مەسىلەن N methyl ، ئالكان كېتون (NMp) ۋە ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدىكى ھاۋانىڭ نەملىك تەلىپى قاتتىق ، شۇنداقلا سىڭدۈرۈلگەن. مېتال لىتىي ، لىتىي گرافت ئىككىلەمچى رېئاكسىيە ، بولۇپمۇ يۇقىرى تېمپېراتۇرا شارائىتىدا ، ئىسسىقلىق قېچىشنىڭ ئۆزلۈكىدىن خەۋىپى. سۇدا ئېرىشچان باغلىغۇچى ناترىي كاربونسىمېتىل سېللۇلوزا (CMC) ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنىڭ pVDF نىڭ ئورنىدا ئىشلىتىلىدۇ ، ئۇ NMp ئىشلىتىشتىن ساقلىنالايدۇ ، تەننەرخنى تۆۋەنلىتىدۇ ۋە مۇھىتنىڭ بۇلغىنىشىنى ئازايتالايدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، ئىشلەپچىقىرىش جەريانى مۇھىتنىڭ نەملىكىنى تەلەپ قىلمايدۇ ، شۇنداقلا باتارېيەنىڭ سىغىمىنى ئۆستۈرۈپ ، دەۋرىيلىك ئۆمرىنى ئۇزارتالايدۇ. بۇ ماقالىدە ، CMC نىڭ لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەسىنىڭ رولى تەكشۈرۈلۈپ ، CMC نىڭ باتارېيە ئىقتىدارىنى ياخشىلاش مېخانىزمى ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ، ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئالاھىدىلىك قاتارلىق تەرەپلەردىن يەكۈنلەنگەن.

1. CMC نىڭ قۇرۇلمىسى ۋە ئىقتىدارى

1) CMC قۇرۇلمىسى

CMC ئادەتتە ئوخشىمىغان دەرىجىدىكى ئالماشتۇرۇش (Ds) تەرىپىدىن تۈرگە ئايرىلىدۇ ، مەھسۇلات مورفولوگىيىسى ۋە ئىقتىدارى Ds نىڭ تەسىرىگە زور ئۇچرايدۇ. LXie قاتارلىقلار. ئوخشىمىغان H جۈپ Na نىڭ Ds بىلەن CMC نى ئۆگەندى. SEM ئانالىز نەتىجىسى شۇنى ئىسپاتلىدىكى ، CMC-Li-1 (Ds = 1.00) دانچە قۇرۇلمىنى ئوتتۇرىغا قويدى ، CMC-Li-2 (Ds = 0.62) سىزىقلىق قۇرۇلمىنى ئوتتۇرىغا قويدى. M. E قاتارلىقلارنىڭ تەتقىقاتى CMC نى ئىسپاتلىدى. ستېرېن بۇتادىئېن كاۋچۇك (SBR) لى: O نىڭ يىغىلىشىنى تورمۇزلاپ ، كۆرۈنمە قۇرۇلمىنى مۇقىملاشتۇرالايدۇ ، بۇ ئېلېكتر خىمىيىلىك ئىقتىدارغا پايدىلىق.

2) CMC ئىقتىدارى

2.1)ئىسسىقلىق مۇقىملىقى

Zj Han قاتارلىقلار. ئوخشىمىغان باغلىغۇچىلارنىڭ ئىسسىقلىق مۇقىملىقىنى تەتقىق قىلدى. PVDF نىڭ ھالقىلىق تېمپېراتۇرىسى تەخمىنەن 4500C. 500 reaching غا يەتكەندە ، تېز پارچىلىنىش يۈز بېرىپ ، ماسسىسى تەخمىنەن% 70 تۆۋەنلەيدۇ. تېمپېراتۇرا 600 reached غا يەتكەندە ، ماسسىسى% 70 تۆۋەنلىگەن. تېمپېراتۇرا 300 سېلسىيە گرادۇسقا يەتكەندە ، CMC-Li نىڭ ماسسىسى% 70 تۆۋەنلىگەن. تېمپېراتۇرا 400 reached غا يەتكەندە ، CMC-Li نىڭ ماسسىسى% 10 تۆۋەنلىگەن. باتارېيە ئۆمرىنىڭ ئاخىرىدا CMCLi pVDF غا قارىغاندا ئاسان پارچىلىنىدۇ.

2.2)توك ئۆتكۈزۈشچانلىقى

S. Chou et al. سىناق نەتىجىسىدە كۆرسىتىلىشچە ، CMCLI-1 ، CMC-Li-2 ۋە pVDF نىڭ قارشىلىق كۈچى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 0.3154 Mn · m ۋە 0.2634 Mn. M ۋە 20.0365 Mn · m ، بۇ pVDF نىڭ قارشىلىق كۈچىنىڭ CMCLi دىن يۇقىرى ئىكەنلىكىنى ، CMC-LI نىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقى pVDF نىڭكىدىن ياخشى ئىكەنلىكىنى ، CMCLI.1 نىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقى CMCLI نىڭكىدىن تۆۋەن ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

2.3)ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئىقتىدار

FM Courtel قاتارلىقلار. ئوخشىمىغان باغلانما ئىشلىتىلگەندە پولى سۇلفونات (AQ) ئاساسىدىكى ئېلېكترودنىڭ دەۋرىيلىك ۋولتاممېتىرى ئەگرى سىزىقىنى تەتقىق قىلدى. ئوخشىمىغان باغلىغۇچىلارنىڭ ئوكسىدلىنىش ۋە ئازايتىش رېئاكسىيەسى ئوخشىمايدۇ ، شۇڭا چوققا يوشۇرۇن كۈچى ئوخشىمايدۇ. بۇنىڭ ئىچىدە CMCLi نىڭ ئوكسىدلىنىش يوشۇرۇن كۈچى 2.15V ، ئازايتىش يوشۇرۇن كۈچى 2.55V. PVDF نىڭ ئوكسىدلىنىش يوشۇرۇن كۈچى ۋە ئازايتىش يوشۇرۇن كۈچى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 2.605 V ۋە 1.950 V. ئالدىنقى ئىككى قېتىم دەۋرىيلىك ۋولتمېترىيىلىك ئەگرى سىزىققا سېلىشتۇرغاندا ، CMCLi باغلىغۇچ ئىشلىتىلگەندە ئوكسىدلىنىشنى ئازايتىش چوققىسىنىڭ چوققا يوشۇرۇن پەرقى pVDF ئىشلىتىلگەنگە قارىغاندا كىچىكرەك بولۇپ ، بۇ ئىنكاسنىڭ توسالغۇغا ئۇچرىمىغانلىقىنى ۋە CMCLi باغلىغۇچنىڭ تېخىمۇ پايدىلىق ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. ئوكسىدلىنىشنى ئازايتىش رېئاكسىيەسىنىڭ يۈز بېرىشى.

2. CMC نىڭ قوللىنىش ئۈنۈمى ۋە مېخانىزمى

1) قوللىنىش ئۈنۈمى

Pj Suo قاتارلىقلار. pVDF ۋە CMC باغلىغۇچ ئورنىدا ئىشلىتىلگەندە Si / C بىرىكمە ماتېرىياللارنىڭ ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئىقتىدارىنى تەتقىق قىلىپ ، CMC ئىشلەتكەن باتارېيەنىڭ تۇنجى قېتىم 700mAh / g لىك تەتۈر ئايلىنىش ئىقتىدارىغا ئىگە ئىكەنلىكىنى ، 4O دەۋرىيلىكىدىن كېيىن يەنىلا 597mAh / g بارلىقىنى بايقىغان. pVDF ئارقىلىق باتارېيەدىن ئۈستۈن ئىدى. Jh Lee et al. CMC نىڭ Ds نىڭ گرافت ئاسمانىڭ مۇقىملىقىغا بولغان تەسىرىنى تەتقىق قىلىپ ، ئاسما سۇيۇقلۇقنىڭ سۈپىتىنى Ds بەلگىلىگەن دەپ قارىدى. تۆۋەن DS دە ، CMC كۈچلۈك گىدروپوبىك خۇسۇسىيىتىگە ئىگە ، سۇ مېدىيا سۈپىتىدە ئىشلىتىلگەندە گرافت يۈزى بىلەن ئىنكاسنى ئاشۇرالايدۇ. CMC يەنە كرېمنىي - قەلەي قېتىشما ئانود ماتېرىياللىرىنىڭ دەۋرىيلىك خۇسۇسىيىتىنى مۇقىملاشتۇرۇشتا ئەۋزەللىككە ئىگە. NiO ئېلېكترود ئوخشىمىغان قويۇقلۇقى (0.1mouL ، 0.3mol / L ۋە 0.5mol / L) CMC ۋە pVDF باغلىغۇچ بىلەن تەييارلانغان بولۇپ ، توك ئېقىمى 0.1c بولغان 1.5-3.5V لىق توك قاچىلانغان ۋە قويۇپ بېرىلگەن. بىرىنچى دەۋرىيلىكتە ، pVDF باغلاش ھۈجەيرىسىنىڭ سىغىمى CMC باغلاش ھۈجەيرىسىنىڭكىدىن يۇقىرى ئىدى. دەۋرىيلىك سانى LO غا يەتكەندە ، pVDF باغلىغۇچنىڭ قويۇپ بېرىش ئىقتىدارى كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلەيدۇ. 4JD دەۋرىيلىكىدىن كېيىن ، 0.1movL ، 0.3MOUL ۋە 0.5MovLPVDF باغلىغۇچنىڭ كونكېرت قويۇپ بېرىش ئىقتىدارى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 250mAh / g ، 157mAtv 'g ۋە 102mAh / g غا تۆۋەنلىدى: باتارېيەنىڭ توك چىقىرىش مىقدارى 0.1 moL / L ، 0.3 moL / L ۋە 0.5 moL / LCMC باغلىغۇچ ئايرىم-ئايرىم ھالدا 698mAh / g ، 555mAh / g ۋە 550mAh / g بولغان.

LiTI0 دا CMC باغلىغۇچ ئىشلىتىلىدۇ. : ۋە سانائەت ئىشلەپچىقىرىشىدىكى SnO2 نانو بۆلەكلىرى. CMC نى باغلىغۇچى ، LiFepO4 ۋە Li4TI50l2 نى ئايرىم-ئايرىم ھالدا ئاكتىپ ۋە مەنپىي ئاكتىپ ماتېرىيال سۈپىتىدە ئىشلىتىپ ، pYR14FS1 نى ئوتتىن مۇداپىئەلىنىش ئېلېكتىرولىت قىلىپ ئىشلىتىپ ، باتارېيە 150c لىك توك بىلەن 0.1c لىك تېمپېراتۇرىدا 1.5v ~ 3.5V لىك تېمپېراتۇرىدا 150 قېتىم ئايلانغان. سىغىمى 140mAh / g بولغان. CMCL دىكى ھەر خىل مېتال تۇزلار ئىچىدە ، CMCLi باشقا مېتال ئىئونلىرىنى تونۇشتۇرىدۇ ، بۇ ئايلىنىش جەريانىدا ئېلېكترولىتتىكى «ئالماشتۇرۇش رېئاكسىيەسى» (vii) نى چەكلىيەلەيدۇ.

2) ئىقتىدارنى ياخشىلاش مېخانىزمى

CMC Li باغلىغۇچ لىتىي باتارېيەسىدىكى AQ ئاساسى ئېلېكترودنىڭ ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئىقتىدارىنى يۇقىرى كۆتۈرەلەيدۇ. M. E et al. -4 بۇ مېخانىزم ھەققىدە دەسلەپكى تەتقىقات ئېلىپ بېرىپ ، CMC-Li نىڭ AQ ئېلېكترودتا تارقىتىش ئەندىزىسىنى ئوتتۇرىغا قويدى. CMCLi نىڭ ياخشى ئىپادىسى OH ئىشلەپچىقارغان ھىدروگېن زايومىنىڭ كۈچلۈك باغلىنىش تەسىرىدىن كەلگەن بولۇپ ، تور قۇرۇلمىسىنىڭ ئۈنۈملۈك شەكىللىنىشىگە تۆھپە قوشىدۇ. گىدروفىللىق CMC-Li ئورگانىك ئېلېكترولىتتا ئېرىمەيدۇ ، شۇڭا ئۇنىڭ باتارېيەدە مۇقىملىقى ياخشى ، شۇنداقلا ئېلېكترود قۇرۇلمىسىغا كۈچلۈك يېپىشقاقلىقى بار ، بۇ باتارېيەنىڭ مۇقىملىقىنى ساقلايدۇ. Cmc-li باغلىغۇچنىڭ لى ئۆتكۈزۈشچانلىقى ياخشى ، چۈنكى CMC-Li نىڭ مولېكۇلا زەنجىرىدە نۇرغۇنلىغان ئىقتىدار گۇرۇپپىلىرى بار. قويۇپ بېرىش جەريانىدا ، لى بىلەن ھەرىكەت قىلىدىغان ئۈنۈملۈك ماددىلارنىڭ ئىككى مەنبەسى بار: (1) ئېلېكترولىتتىكى لى; (2) ئاكتىپ ماددىنىڭ ئۈنۈملۈك مەركىزىگە يېقىن CMC-Li نىڭ مولېكۇلا زەنجىرىدىكى لى.

گىدروكسىل گۇرۇپپىسى ۋە گىدروكسىل گۇرۇپپىسىنىڭ كاربونسىمان مېتىل CMC-Li باغلىغۇچتىكى ئىنكاسى يانتۇ باغلىنىش ھاسىل قىلىدۇ. ئېلېكتر مەيدانىنىڭ كۈچى ئاستىدا ، U مولېكۇلا زەنجىرى ياكى ياندىكى مولېكۇلا زەنجىرىگە يۆتكىلىدۇ ، يەنى مولېكۇلا زەنجىرى قۇرۇلمىسى بۇزۇلمايدۇ. ئاخىرىدا ، Lj AQ زەررىچىسىگە باغلىنىدۇ. بۇ CMCLi نىڭ قوللىنىلىشى لىنىڭ يۆتكىلىش ئۈنۈمىنى ئۆستۈرۈپلا قالماي ، يەنە AQ نىڭ ئىشلىتىش نىسبىتىنى ئۆستۈرىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. مولېكۇلا زەنجىرىدىكى cH: COOLi ۋە 10Li نىڭ مەزمۇنى قانچە يۇقىرى بولسا ، لى يۆتكەش شۇنچە ئاسان. M. Arrmand قاتارلىقلار. -COOH ياكى OH نىڭ ئورگانىك بىرىكمىلىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 1 لى بىلەن ئىنكاس قايتۇرالايدۇ ھەمدە تۆۋەن يوشۇرۇن كۈچىدە 1 C00Li ياكى 1 0Li ھاسىل قىلالايدۇ دەپ قارىدى. ئېلېكترودتىكى CMCLi باغلاش مېخانىزىمىنى تېخىمۇ ئىلگىرىلىگەن ھالدا تەتقىق قىلىش ئۈچۈن ، CMC-Li-1 ئاكتىپ ماتېرىيال سۈپىتىدە ئىشلىتىلىپ ، مۇشۇنىڭغا ئوخشاش يەكۈن چىقىرىلدى. لى CMC لىدىن بىر cH ، COOH ۋە بىر 0H بىلەن ئىنكاس قايتۇرىدۇ ھەمدە cH: COOLi ۋە 0 0 ھاسىل قىلىدۇ ، (1) ۋە (2) تەڭلىمىسىدە كۆرسىتىلگەندەك.

CH ، COOLi ۋە OLi سانىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، CMC-Li نىڭ DS كۆپىيىدۇ. بۇ ئاساسلىقى AQ زەررىچە يۈزى باغلىغۇچتىن تەركىب تاپقان ئورگانىك قەۋەتنىڭ تېخىمۇ مۇقىم بولۇپ ، لى فامىلىلىكنى يۆتكەشنىڭ ئاسان بولىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. CMCLi بىر ئۆتكۈزگۈچ پولىمېر بولۇپ ، لى فامىلىلىكنىڭ AQ زەررىچىلىرىنىڭ يۈزىگە يېتىشى ئۈچۈن قاتناش يولىنى تەمىنلەيدۇ. CMCLi باغلىغۇچنىڭ ئېلېكترونلۇق ۋە ئىئون ئۆتكۈزۈشچانلىقى ياخشى بولۇپ ، CMCLi ئېلېكترودىنىڭ ئېلېكتر خىمىيىلىك ئۈنۈمى ۋە ئۇزۇن دەۋرىيلىك ئۆمرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. JS Bridel قاتارلىقلار. ئوخشىمىغان باغلىنىشلىق بولغان كرېمنىي / كاربون / پولىمېر بىرىكمە ماتېرىياللاردىن پايدىلىنىپ لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەسىنىڭ ئانودىنى تەييارلاپ ، كرېمنىي بىلەن پولىمېرنىڭ ئۆز-ئارا تەسىر قىلىشىنىڭ باتارېيەنىڭ ئومۇمىي ئىقتىدارىغا بولغان تەسىرىنى تەتقىق قىلدى ، ھەمدە CMC نىڭ باغلىغۇچ ئورنىدا ئىشلەتكەندە ئەڭ ياخشى ئۈنۈمگە ئېرىشكەنلىكىنى بايقىدى. كرېمنىي بىلەن CMC ئوتتۇرىسىدا كۈچلۈك ھىدروگېن رىشتىسى بار ، ئۇ ئۆز-ئۆزىنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش ئىقتىدارىغا ئىگە ، ۋېلىسىپىت مىنىش جەريانىدا ماتېرىيالنىڭ كۈنسېرى كۈچىيىۋاتقان بېسىمىنى تەڭشەپ ، ماتېرىيال قۇرۇلمىسىنىڭ مۇقىملىقىنى ساقلىيالايدۇ. CMC نى باغلىغۇچ قىلىپ ، كرېمنىي ئانودنىڭ سىغىمىنى كەم دېگەندە 100 ئايلىنىشتا 1000mAh / g دىن يۇقىرى ساقلىغىلى بولىدۇ ، توڭلىتىش ئۈنۈمى% 99.9 كە يېقىنلىشىدۇ.

3 ، خۇلاسە

باغلىغۇچى بولۇش سۈپىتى بىلەن ، CMC ماتېرىيالىنى تەبىئىي گرافت ، مېسو فازا كاربون مىكرو فوسفېر (MCMB) ، لىتىي تىتانات ، قەلەيدىن ياسالغان كرېمنىيدىن ياسالغان ئانود ماتېرىيالى ۋە لىتىي تۆمۈر فوسفات ئانود ماتېرىيالى قاتارلىق ئوخشىمىغان تىپتىكى ئېلېكترود ماتېرىياللىرىدا ئىشلىتىشكە بولىدۇ. سىغىمى ، دەۋرىيلىكى مۇقىملىقى ۋە دەۋرىيلىك ھاياتى pYDF بىلەن سېلىشتۇرغاندا. ئۇ CMC ماتېرىياللىرىنىڭ ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ، ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە ئېلېكتىرو خىمىيىلىك خۇسۇسىيىتىگە پايدىلىق. CMC نىڭ لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەسىنىڭ ئىقتىدارىنى يۇقىرى كۆتۈرۈشنىڭ ئىككى ئاساسلىق مېخانىزمى بار:

(1) CMC نىڭ مۇقىم باغلىنىش ئىقتىدارى مۇقىم باتارېيە ئىقتىدارىغا ئېرىشىش ئۈچۈن زۆرۈر ئالدىنقى شەرتنى ھازىرلىغان.

(2) CMC نىڭ ئېلېكترون ۋە ئىئون ئۆتكۈزۈشچانلىقى ياخشى بولۇپ ، لى يۆتكىلىشنى ئىلگىرى سۈرەلەيدۇ