CMC ניצט אין באַטערי אינדוסטריע

וואָס איז סאָדיום קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס?

סאָדיום קאַרבאָקסימעטהיל סעללולאָסע, (אויך גערופן: קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס סאָדיום זאַלץ, קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס, קמק, קאַרבאָקסימעטהיל, סעללולאָסאָסאָדיום, סאָדיום זאַלץ פון קאַבאָקסימעטהילסעללולאָסע) איז די וועלט 'ס מערסט וויידלי געניצט טייפּס פון פיברע, מאַקסימום דאָוסאַדזש.

Cmc-na איז אַ סעליאַלאָוס דעריוואַט מיט אַ פּאַלימעראַזיישאַן גראַד פון 100 ~ 2000 און אַ מאָלעקולאַר וואָג פון 242.16. ווייַס פייבראַס אָדער גראַניאַלער פּודער. רייעך, אָנ אַ טאַם, אָנ אַ טאַם, היגראָסקאָפּיק, ינסאַליאַבאַל אין אָרגאַניק סאָלוואַנץ. דעם פּאַפּיר דער הויפּט צו פֿאַרשטיין די אַפּלאַקיישאַן פון סאָדיום קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס אין די פרטים פון ליטהיום יאָן באַטאַרייע.

פּראָגרעס אין אַפּלאַקיישאַן פון סאָדיום קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס קמקאין ליטהיום יאָן באַטעריז

דערווייַל, פּאָליווינילידענע פלאָרייד [פּוודף, (CH: A CF:)] איז וויידלי געניצט ווי בינדער אין דער פּראָדוקציע פון ​​ליטהיום יאָן באַטעריז. . פּווודף איז נישט בלויז טייַער, עס איז אויך נייטיק צו נוצן אין דעם פּראָצעס פון אַפּלאַקיישאַן פון יקספּלאָוסיוו, פרייַנדלעך צו די סוויווע פון ​​אָרגאַניק סאָלוואַנץ, אַזאַ ווי ען מעטהיל וואָס די אַלקאַנע קעטאָנע (נמפּ) און לופט הומידיטי באדערפענישן פֿאַר פּראָדוקציע פּראָצעס שטרענג, אויך לייכט מיט עמבעדיד. מעטאַל ליטהיום, ליטהיום גראַפייט צווייטיק אָפּרוף, ספּעציעל אין די צושטאַנד פון הויך טעמפּעראַטור, אַ ספּאַנטייניאַס ריזיקירן פון טערמאַל ראַנאַוויי. סאָדיום קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס (קמק), אַ וואַסער-סאַליאַבאַל בינדער, איז געניצט ווי אַ פאַרטרעטער פון פּוודף פֿאַר ילעקטראָוד מאַטעריאַלס, וואָס קענען ויסמיידן די נוצן פון נמפּ, רעדוצירן קאָס און רעדוצירן ינווייראַנמענאַל פאַרפּעסטיקונג. אין דער זעלביקער צייט, דער פּראָדוקציע פּראָצעס טוט נישט דאַרפן ינווייראַנמענאַל הומידיטי, אָבער אויך קענען פֿאַרבעסערן די קאַפּאַציטעט פון די באַטאַרייע, פאַרלענגערן די ציקל לעבן. אין דעם פּאַפּיר, די ראָלע פון ​​CMC אין דער פאָרשטעלונג פון ליטהיום יאָן באַטאַרייע איז ריוויוד, און די מעקאַניזאַם פון ימפּרוווינג די באַטאַרייע פאָרשטעלונג פון CMC איז געווען סאַמערייזד פֿון די אַספּעקץ פון טערמאַל פעסטקייַט, עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי און עלעקטראָטשעמיקאַל קעראַקטעריסטיקס.

1. סטרוקטור און פאָרשטעלונג פון קמק

1) קמק סטרוקטור

CMC איז בכלל קלאַסאַפייד דורך פאַרשידענע גראַד פון סאַבסטיטושאַן (דס), און די פּראָדוקט מאָרפאַלאַדזשי און פאָרשטעלונג זענען זייער אַפעקטאַד דורך דס. LXie et al. געלערנט די CMC מיט Ds פון פאַרשידענע H פּערז פון Na. סעם אַנאַליסיס רעזולטאַטן געוויזן אַז CMC-Li-1 (דס = 1.00) דערלאנגט גראַניאַלער סטרוקטור, און CMC-Li-2 (דס = 0.62) דערלאנגט לינעאַר סטרוקטור. די פאָרשונג פון M. E et al פּרוווד אַז CMC. סטירענע בוטאַדיענע גומע (SBR) קענען ינכיבאַט די אַגגלאָמעריישאַן פון לי: אָ און סטייבאַלייז די צובינד סטרוקטור, וואָס איז וווילטויק פֿאַר די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג.

2) קמק פאָרשטעלונג

2.1 )טערמאַל פעסטקייַט

זדזש האַן עט על. געלערנט די טערמאַל פעסטקייַט פון פאַרשידענע בינדערס. די קריטיש טעמפּעראַטור פון pVDF איז וועגן 4500C. ווען ריטשינג 500 ℃, גיך דיקאַמפּאָוזישאַן אַקערז און די מאַסע איז רידוסט מיט וועגן 70%. ווען די טעמפּעראַטור ריטשט 600 ℃, די מאַסע איז נאָך רידוסט דורך 70%. ווען די טעמפּעראַטור ריטשט 300oC, די מאַסע פון ​​קמק-לי איז רידוסט דורך 70%. ווען די טעמפּעראַטור ריטשט 400 ℃, די מאַסע פון ​​קמק-לי איז רידוסט דורך 10%. CMCLi איז מער לייכט דיקאַמפּאָוזד ווי pVDF אין די סוף פון די באַטאַרייע לעבן.

2.2 )די עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי

S. Chou עט על. די טעסט רעזולטאַטן געוויזן אַז די רעסיסטיוויטי פון CMCLI-1, CMC-Li-2 און pVDF זענען ריספּעקטיוולי 0.3154 Mn·m און 0.2634 Mn. M און 20.0365 Mn·m, וואָס ינדיקייץ אַז די רעסיסטיוואַטי פון פּוודף איז העכער ווי אַז פון CMCLi, די קאַנדאַקטיוואַטי פון CMC-LI איז בעסער ווי אַז פון פּוודף, און די קאַנדאַקטיוואַטי פון CMCLI.1 איז נידעריקער ווי די פון CMCLI.2.

2.3)עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג

עפעם קאָורטעל עט על. געלערנט די סייקליק וואָלטאַמעטרי קורוועס פון פּאָלי-סולפאָנאַט (אַק) באזירט ילעקטראָודז ווען פאַרשידענע בינדערס זענען געניצט. פאַרשידענע בינדערס האָבן פאַרשידענע אַקסאַדיישאַן און רעדוקציע ריאַקשאַנז, אַזוי די שפּיץ פּאָטענציעל איז אַנדערש. צווישן זיי, די אַקסאַדיישאַן פּאָטענציעל פון CMCLi איז 2.15 וו, און די רעדוקציע פּאָטענציעל איז 2.55 וו. די אַקסאַדיישאַן פּאָטענציעל און רעדוקציע פּאָטענציעל פון pVDF זענען ריספּעקטיוולי 2.605 V און 1.950 V. אין פאַרגלייַך מיט די סייקליק וואַלטאַמעטרי קורוועס פון די פריערדיקע צוויי מאָל, די שפּיץ פּאָטענציעל חילוק פון די אַקסאַדיישאַן-רעדוקציע שפּיץ ווען CMCLi בינדער איז געווען געוויינט איז קלענערער ווי ווען pVDF איז געווען געוויינט, וואָס ינדיקייץ אַז דער אָפּרוף איז ווייניקער געשטערט און CMCLi בינדער איז געווען מער קאַנדוסיוו צו די פּאַסירונג פון די אַקסאַדיישאַן-רעדוקציע אָפּרוף.

2. אַפּפּליקאַטיאָן ווירקונג און מעקאַניזאַם פון קמק

1) אַפּפּליקאַטיאָן ווירקונג

פּדזש סואָ עט על. געלערנט די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון סי / C קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס ווען pVDF און CMC זענען געניצט ווי בינדערס, און געפונען אַז די באַטאַרייע ניצן CMC האט אַ ריווערסאַבאַל ספּעציפיש קאַפּאַציטעט פון 700 מאַה / ג פֿאַר די ערשטער מאָל און נאָך האט 597 מאַה / ג נאָך 4 אָ סייקאַלז, וואָס איז געווען העכער צו די באַטאַרייע ניצן pVDF. דזשה לי עט על. געלערנט די השפּעה פון דס פון קמק אויף די פעסטקייַט פון גראַפייט סאַספּענשאַן און געגלויבט אַז די פליסיק קוואַליטעט פון סאַספּענשאַן איז באשלאסן דורך דס. ביי נידעריק DS, CMC האט שטאַרק הידראָפאָביק פּראָפּערטיעס, און קענען פאַרגרעסערן די אָפּרוף מיט גראַפייט ייבערפלאַך ווען וואַסער איז געניצט ווי מעדיע. קמק אויך האט אַדוואַנטידזשיז אין מיינטיינינג די פעסטקייַט פון די סייקליק פּראָפּערטיעס פון סיליציום - צין צומיש אַנאָוד מאַטעריאַלס. די ניאָ ילעקטראָודז זענען צוגעגרייט מיט פאַרשידענע קאַנסאַנטריישאַנז (0.1מאָול, 0.3מאָל/ל און 0.5מאָל/ל) קמק און פּוודף בינדער, און באפוילן און דיסטשאַרדזשד ביי 1.5-3.5 וו מיט אַ קראַנט פון 0.1ק. בעשאַס דער ערשטער ציקל, די קאַפּאַציטעט פון די פּוודף בינדער צעל איז געווען העכער ווי די פון די CMC בינדער צעל. ווען די נומער פון סייקאַלז ריטשאַז lO, די אָפּזאָגן קאַפּאַציטעט פון פּוודף בינדער דיקריסאַז דאָך. נאָך 4JD סייקאַלז, די ספּעציפיש אָפּזאָגן קאַפּאַסאַטיז פון 0.1 מאָוול, 0.3מאָול און 0.5מאָוולפּוודף בינדערס דיקריסט צו 250 מאַה / ג, 157 מאַה / ג און 102 מאַה / ג, ריספּעקטיוולי: די אָפּזאָגן ספּעציפיש קאַפּאַסאַטיז פון באַטעריז מיט 0,1 מאָל / ל, / ל. און 0.5 מאָל / לקמק בינדער זענען געהאלטן ביי 698 מאַה / ג, 555 מאַה / ג און 550 מאַה / ג, ריספּעקטיוולי.

CMC בינדער איז געניצט אויף LiTI0. : און SnO2 נאַנאָפּאַרטיקלעס אין ינדאַסטרי פּראָדוקציע. ניצן CMC ווי בינדער, LiFepO4 און Li4TI50l2 ווי positive און נעגאַטיוו אַקטיוו מאַטעריאַלס, ריספּעקטיוולי, און ניצן pYR14FS1 ווי פלאַם ריטאַרדאַנט עלעקטראָליטע, די באַטאַרייע איז סייקאַלד 150 מאל ביי אַ קראַנט פון 0.1 ק ביי 1.5 וו ~ 3.5 וו ביי טעמפּעראַטור, און די positive ספּעציפיש קאַפּאַסאַטאַנס איז געווען מיינטיינד בייַ 140 מאַה / ג. צווישן פאַרשידן מעטאַל סאָלץ אין CMC, CMCLi ינטראַדוסיז אנדערע מעטאַל ייאַנז, וואָס קענען ינכיבאַט "וועקסל אָפּרוף (ווי)" אין עלעקטראָליטע בעשאַס סערקיאַליישאַן.

2) מעקאַניזאַם פון פאָרשטעלונג פֿאַרבעסערונג

CMC Li בינדער קענען פֿאַרבעסערן די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון AQ באַזע ילעקטראָוד אין ליטהיום באַטאַרייע. מ.ע עט על. -4 געפירט אַ פּרילימאַנערי לערנען אויף די מעקאַניזאַם און פארגעלייגט אַ מאָדעל פון די פאַרשפּרייטונג פון CMC-Li אין די AQ ילעקטראָוד. די גוט פאָרשטעלונג פון CMCLi קומט פון די שטאַרק באַנדינג ווירקונג פון הידראָגען קייטן געשאפן דורך אַ אָה, וואָס קאַנטריביוץ צו די עפעקטיוו פאָרמירונג פון ייגל סטראַקטשערז. די כיידראָופיליק קמק-לי וועט נישט צעלאָזן אין די אָרגאַניק עלעקטראָליטע, אַזוי עס האט אַ גוט פעסטקייַט אין די באַטאַרייע און האט אַ שטאַרק אַדכיזשאַן צו די ילעקטראָוד סטרוקטור, וואָס מאכט די באַטאַרייע אַ גוט פעסטקייַט. קמק-לי בינדער האט גוט לי קאַנדאַקטיוואַטי ווייַל עס זענען אַ גרויס נומער פון פאַנגקשאַנאַל גרופּעס אויף די מאָלעקולאַר קייט פון קמק-לי. בעשאַס אָפּזאָגן, עס זענען צוויי קוואלן פון עפעקטיוו סאַבסטאַנסיז אַקטינג מיט לי: (1) לי אין די עלעקטראָליטע; (2) לי אויף די מאָלעקולאַר קייט פון קמק-לי לעבן די עפעקטיוו צענטער פון די אַקטיוו מאַטעריע.

דער אָפּרוף פון הידראָקסיל גרופּע און הידראָקסיל גרופּע אין קאַרבאָקסימעטהיל קמק-לי בינדער וועט פאָרעם קאָוואַלענט בונד; אונטער דער קאַמף פון עלעקטריק פעלד קראַפט, ו קענען אַריבערפירן אויף די מאָלעקולאַר קייט אָדער שכייניש מאָלעקולאַר קייט, וואָס איז, די מאָלעקולאַר קייט סטרוקטור וועט נישט זיין דאַמידזשד; יווענטשאַוואַלי, Lj וועט בונד צו די AQ פּאַרטאַקאַל. דאָס ינדיקייץ אַז די אַפּלאַקיישאַן פון CMCLi ניט בלויז ימפּרוווז די אַריבערפירן עפעקטיווקייַט פון לי, אָבער אויך ימפּרוווז די יוטאַלאַזיישאַן קורס פון AQ. די העכער די אינהאַלט פון CH: COOLi און 10Li אין די מאָלעקולאַר קייט, די גרינגער לי אַריבערפירן. M. Arrmand et al. געגלויבט אַז אָרגאַניק קאַמפּאַונדז פון -COOH אָדער OH קען רעאַגירן מיט 1 לי ריספּעקטיוולי און פּראָדוצירן 1 C00Li אָדער 1 0Li מיט נידעריק פּאָטענציעל. אין סדר צו ווייַטער ויספאָרשן די מעקאַניזאַם פון CMCLi בינדער אין ילעקטראָוד, CMC-Li-1 איז געניצט ווי אַקטיוו מאַטעריאַל און ענלעך קאַנקלוזשאַנז זענען באקומען. לי ריאַקץ מיט איין CH, COOH און איין 0H פֿון CMC Li און דזשענערייץ CH: COOLi און איינער 0 "ריספּעקטיוולי, ווי געוויזן אין יקווייזשאַנז (1) און (2)

ווען די נומער פון CH, COOLi און OLi ינקריסיז, די DS פון CMC-Li ינקריסיז. דאָס ווייזט אַז די אָרגאַניק שיכטע קאַמפּאָוזד דער הויפּט פון אַק פּאַרטאַקאַל ייבערפלאַך בינדער ווערט מער סטאַביל און גרינגער צו אַריבערפירן לי. CMCLi איז אַ קאַנדאַקטיוו פּאָלימער וואָס גיט אַ אַריבערפירן מאַרשרוט פֿאַר לי צו דערגרייכן די ייבערפלאַך פון AQ פּאַרטיקאַלז. CMCLi בינדערס האָבן גוט עלעקטראָניש און ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי, וואָס רעזולטאטן אין גוט עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג און לאַנג ציקל לעבן פון CMCLi ילעקטראָודז. JS Bridel et al. צוגעגרייט די אַנאָוד פון ליטהיום יאָן באַטאַרייע ניצן סיליציום / טשאַד / פּאָלימער קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס מיט פאַרשידענע בינדערס צו לערנען די השפּעה פון די ינטעראַקשאַן צווישן סיליציום און פּאָלימער אויף די קוילעלדיק פאָרשטעלונג פון די באַטאַרייע, און געפֿונען אַז CMC האט די בעסטער פאָרשטעלונג ווען געוויינט ווי בינדער. עס איז אַ שטאַרק הידראָגען בונד צווישן סיליציום און קמק, וואָס האט זיך-היילונג פיייקייט און קענען סטרויערן די ינקריסינג דרוק פון דעם מאַטעריאַל בעשאַס די סייקלינג פּראָצעס צו טייַנען די פעסטקייַט פון די מאַטעריאַל סטרוקטור. מיט CMC ווי בינדער, די קאַפּאַציטעט פון סיליציום אַנאָוד קענען זיין געהאלטן העכער 1000 מאַה / ג אין לפּחות 100 סייקאַלז, און די קאָולאָמב עפעקטיווקייַט איז נאָענט צו 99.9%.

3, מסקנא

ווי אַ בינדער, CMC מאַטעריאַל קענען זיין געוויינט אין פאַרשידענע טייפּס פון ילעקטראָוד מאַטעריאַלס אַזאַ ווי נאַטירלעך גראַפייט, מעסאָ-פאַסע טשאַד מיקראָספערעס (מקמב), ליטהיום טיטאַנאַט, צין באזירט סיליציום באזירט אַנאָוד מאַטעריאַל און ליטהיום אייַזן פאָספאַטע אַנאָוד מאַטעריאַל, וואָס קענען פֿאַרבעסערן די באַטאַרייע. קאַפּאַציטעט, ציקל פעסטקייַט און ציקל לעבן קאַמפּערד מיט pYDF. עס איז וווילטויק פֿאַר די טערמאַל פעסטקייַט, עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי און עלעקטראָטשעמיקאַל פּראָפּערטיעס פון CMC מאַטעריאַלס. עס זענען צוויי הויפּט מעקאַניזאַמז פֿאַר CMC צו פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון ליטהיום יאָן באַטעריז:

(1) די סטאַביל באַנדינג פאָרשטעלונג פון CMC קריייץ אַ נייטיק פּרירעקוואַזאַט פֿאַר באקומען סטאַביל באַטאַרייע פאָרשטעלונג;

(2) קמק האט גוט עלעקטראָן און יאָן קאַנדאַקטיוואַטי און קענען העכערן לי אַריבערפירן