Suvga asoslangan salbiy elektrod materiallarining asosiy bog'lovchisi sifatida CMC mahsulotlari mahalliy va xorijiy akkumulyator ishlab chiqaruvchilari tomonidan keng qo'llaniladi. Bog'lovchining optimal miqdori nisbatan katta batareya quvvati, uzoq aylanish muddati va nisbatan past ichki qarshilikni olishi mumkin.
Bog'lovchi lityum-ion batareyalardagi muhim yordamchi funktsional materiallardan biridir. Bu butun elektrodning mexanik xususiyatlarining asosiy manbai bo'lib, elektrodni ishlab chiqarish jarayoniga va batareyaning elektrokimyoviy ko'rsatkichlariga muhim ta'sir ko'rsatadi. Bog'lovchining o'zi hech qanday quvvatga ega emas va batareyada juda kichik ulushni egallaydi.
Umumiy bog'lovchilarning yopishqoq xususiyatlariga qo'shimcha ravishda, lityum-ionli akkumulyator elektrodli biriktiruvchi materiallar ham elektrolitning shishishi va korroziyasiga chidamli bo'lishi kerak, shuningdek, zaryadlash va tushirish vaqtida elektrokimyoviy korroziyaga qarshi turishi kerak. Ish kuchlanish oralig'ida barqaror bo'lib qoladi, shuning uchun lityum-ion batareyalar uchun elektrod bog'lovchi sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan ko'plab polimer materiallar mavjud emas.
Hozirgi vaqtda keng qo'llaniladigan lityum-ionli akkumulyator bog'lovchilarining uchta asosiy turi mavjud: poliviniliden ftorid (PVDF), stirol-butadien kauchuk (SBR) emulsiyasi va karboksimetil tsellyuloza (CMC). Bundan tashqari, asosiy komponentlar sifatida poliakril kislota (PAA), suvga asoslangan poliakrilonitril (PAN) va poliakrilatli bog'lovchilar ham ma'lum bir bozorni egallaydi.
Batareya darajasidagi CMC ning to'rtta xususiyati
Karboksimetil tsellyulozaning kislota strukturasining suvda eruvchanligi pastligi sababli, uni yaxshiroq qo'llash uchun CMC batareya ishlab chiqarishda juda keng qo'llaniladigan materialdir.
Suvga asoslangan salbiy elektrod materiallarining asosiy bog'lovchisi sifatida CMC mahsulotlari mahalliy va xorijiy akkumulyator ishlab chiqaruvchilari tomonidan keng qo'llaniladi. Bog'lovchining optimal miqdori nisbatan katta batareya quvvati, uzoq aylanish muddati va nisbatan past ichki qarshilikni olishi mumkin.
CMC ning to'rtta xususiyati:
Birinchidan, CMC mahsulotni hidrofilik va eruvchan, suvda to'liq eriydigan, erkin tolalar va aralashmalarsiz holga keltirishi mumkin.
Ikkinchidan, almashtirish darajasi bir xil va yopishqoqlik barqaror bo'lib, barqaror yopishqoqlik va yopishqoqlikni ta'minlashi mumkin.
Uchinchidan, past metall ionlari bo'lgan yuqori toza mahsulotlarni ishlab chiqarish.
To'rtinchidan, mahsulot SBR lateks va boshqa materiallar bilan yaxshi mos keladi.
Batareyada ishlatiladigan CMC natriy karboksimetil tsellyuloza foydalanish ta'sirini sifat jihatidan yaxshiladi va ayni paytda joriy foydalanish effekti bilan yaxshi foydalanish ko'rsatkichlarini ta'minlaydi.
CMC ning batareyalardagi roli
CMC - tsellyulozaning karboksimetillangan hosilasi bo'lib, u odatda tabiiy tsellyulozani gidroksidi va monoxloroasetik kislota bilan reaksiyaga kiritish orqali tayyorlanadi va uning molekulyar og'irligi minglab millionlar orasida o'zgarib turadi.
CMC - oqdan och sariq ranggacha bo'lgan kukun, donador yoki tolali modda, kuchli gigroskopiklikka ega va suvda oson eriydi. Neytral yoki ishqoriy bo'lsa, eritma yuqori viskoziteli suyuqlikdir. Agar u uzoq vaqt davomida 80 ℃ dan yuqori qizdirilsa, yopishqoqlik pasayadi va u suvda erimaydi. 190-205°S gacha qizdirilganda jigarrang rangga aylanadi, 235-248°S gacha qizdirilganda karbonlanadi.
CMC suvli eritmada quyuqlashtirish, bog'lash, suvni ushlab turish, emulsiyalash va suspenziya qilish funktsiyalariga ega bo'lganligi sababli u keramika, oziq-ovqat, kosmetika, matbaa va bo'yash, qog'oz ishlab chiqarish, to'qimachilik, qoplamalar, yopishtiruvchi moddalar va tibbiyot sohalarida keng qo'llaniladi. so'nggi keramika va lityum batareyalar Dala taxminan 7% ni tashkil qiladi, odatda "sanoat monosodyum glutamat" deb nomlanadi.
XususanCMCbatareyada, CMC funktsiyalari quyidagilardir: salbiy elektrod faol moddasi va o'tkazuvchi vositani tarqatish; salbiy elektrod shlamiga quyuqlashtiruvchi va cho'kindilikka qarshi ta'sir; bog'lanishga yordam berish; elektrodni qayta ishlash ko'rsatkichlarini barqarorlashtirish va batareya aylanishini yaxshilashga yordam berish Ishlash; qutb bo'lagining tozalanish kuchini yaxshilash va h.k.
CMC ishlashi va tanlovi
Elektrod shlamini tayyorlashda CMC qo'shilishi atalaning viskozitesini oshirishi va atala cho'kishining oldini olishi mumkin. CMC suvli eritmada natriy ionlari va anionlarini parchalaydi va CMC elimining yopishqoqligi haroratning oshishi bilan pasayadi, bu namlikni oson qabul qiladi va zaif egiluvchanlikka ega.
CMC salbiy elektrod grafitining tarqalishida juda yaxshi rol o'ynashi mumkin. CMC miqdori ortib borishi bilan uning parchalanish mahsulotlari grafit zarralari yuzasiga yopishadi va grafit zarralari elektrostatik kuch tufayli bir-birini itaradi va yaxshi dispersiya effektiga erishadi.
CMC ning aniq kamchiligi shundaki, u nisbatan mo'rt. Agar barcha CMC bog'lovchi sifatida ishlatilsa, grafit salbiy elektrod qutb qismini bosish va kesish jarayonida qulab tushadi, bu esa jiddiy chang yo'qotilishiga olib keladi. Shu bilan birga, CMC elektrod materiallarining nisbati va pH qiymatidan katta ta'sir ko'rsatadi va elektrod varag'i zaryadlash va tushirish vaqtida yorilishi mumkin, bu batareyaning xavfsizligiga bevosita ta'sir qiladi.
Dastlab, salbiy elektrodlarni aralashtirish uchun ishlatiladigan bog'lovchi PVDF va boshqa yog 'asosidagi bog'lovchilar edi, lekin atrof-muhitni muhofaza qilish va boshqa omillarni hisobga olgan holda, salbiy elektrodlar uchun suvga asoslangan bog'lovchilardan foydalanish asosiy oqimga aylandi.
Mukammal bog'lovchi mavjud emas, jismoniy ishlov berish va elektrokimyoviy talablarga javob beradigan bog'lovchini tanlashga harakat qiling. Lityum batareyalar texnologiyasini ishlab chiqish, shuningdek, xarajat va atrof-muhitni muhofaza qilish masalalari bilan suvga asoslangan bog'lovchilar oxir-oqibat neftga asoslangan bog'lovchilarni almashtiradi.
CMC ikkita asosiy ishlab chiqarish jarayoni
Turli xil eterifikatsiya vositalariga ko'ra, CMC ning sanoat ishlab chiqarishini ikki toifaga bo'lish mumkin: suvga asoslangan usul va erituvchiga asoslangan usul. Reaksiya muhiti sifatida suvdan foydalanadigan usul suv muhiti usuli deb ataladi, u gidroksidi muhit va past darajadagi CMC ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Reaksiya muhiti sifatida organik erituvchidan foydalanish usuli erituvchi usuli deb ataladi, u o'rta va yuqori sifatli CMC ishlab chiqarish uchun mos keladi. Ushbu ikki reaktsiya yoğurma mashinasida amalga oshiriladi, bu yoğurma jarayoniga tegishli va hozirda CMC ishlab chiqarishning asosiy usuli hisoblanadi.
Suv muhiti usuli: oldingi sanoat ishlab chiqarish jarayoni, usul gidroksidi tsellyuloza va eterifikatsiya agenti bo'lgan ishqor va suv sharoitida reaksiyaga kirishadi, bu o'rta va past darajadagi CMC mahsulotlarini, masalan, yuvish vositalari va to'qimachilik o'lchamlarini o'lchash vositalarini tayyorlash uchun ishlatiladi. . Suv muhiti usulining afzalligi shundaki, uskunaga qo'yiladigan talablar nisbatan sodda va xarajat past; kamchiligi shundaki, ko'p miqdorda suyuq muhit yo'qligi sababli, reaksiya natijasida hosil bo'lgan issiqlik haroratni oshiradi va yon reaktsiyalar tezligini tezlashtiradi, natijada eterifikatsiya samaradorligi past va mahsulot sifati yomonlashadi.
Erituvchi usul; organik erituvchi usuli sifatida ham tanilgan, u reaktsiya suyultiruvchi miqdori bo'yicha yoğurma usuli va atala usuliga bo'linadi. Uning asosiy xususiyati shundaki, gidroksidi va eterifikatsiya reaktsiyalari organik erituvchining reaktsiya muhiti (suyultiruvchisi) sifatida amalga oshiriladi. Suv usulining reaktsiya jarayoni kabi, erituvchi usul ham gidroksidi va eterifikatsiyaning ikki bosqichidan iborat, ammo bu ikki bosqichning reaktsiya muhiti boshqacha. Erituvchi usulning afzalligi shundaki, u suv usuliga xos bo'lgan gidroksidi singdirish, presslash, maydalash va qarish jarayonlarini o'tkazib yuboradi, ishqorlanish va eterifikatsiya esa yoğurma mashinasida amalga oshiriladi; ahvolga tushib qolgani shundaki, haroratni nazorat qilish nisbatan past va bo'sh joy talablari nisbatan yomon. , yuqori narx.
Xabar vaqti: 2023 yil 05-yanvar