Aplikácia spojiva CMC v batériách

Ako hlavné spojivo vodných materiálov na základe negatívnych elektródových materiálov na báze vody, výrobcovia domácich a cudzích batérií široko používajú výrobcovia domácich a cudzích batérií. Optimálne množstvo spojiva môže získať relatívne veľkú kapacitu batérie, dlhú životnosť cyklu a relatívne nízky vnútorný odpor.

Binder je jedným z dôležitých pomocných funkčných materiálov v lítium-iónových batériách. Je hlavným zdrojom mechanických vlastností celej elektródy a má dôležitý vplyv na výrobný proces elektródy a elektrochemický výkon batérie. Samotné spojivo nemá kapacitu a zaberá veľmi malý podiel v batérii.

Okrem adhezívnych vlastností všeobecných spojív musia byť materiály spojiva lítium-iónovej elektródy tiež schopné vydržať opuch a koróziu elektrolytu, ako aj odolávať elektrochemickej korózii počas náboja a výboja. V rozsahu pracovného napätia zostáva stabilný, takže nie je veľa polymérnych materiálov, ktoré sa môžu použiť ako spojivá elektród pre lítium-iónové batérie.

Existujú tri hlavné typy lítium-iónových batérií, ktoré sa v súčasnosti používajú široko: polyvinylidén fluorid (PVDF), emulzia styrénu-butadiénu (SBR) a karboxymetylcelulóza (CMC). Okrem toho kyselina polyakrylová (PAA), vodné väzby s polyakrylonitrilom (PAN) a polyakrylát ako hlavné komponenty tiež zaberajú určitý trh.

Štyri charakteristiky CMC na úrovni batérie

V dôsledku zlej rozpustnosti vodnej rozpustnosti kyslou štruktúrou karboxymetylcelulózy, aby sa lepšie aplikovala, je CMC veľmi používaným materiálom pri výrobe batérií.

Ako hlavné spojivo vodných materiálov na základe negatívnych elektródových materiálov na báze vody, výrobcovia domácich a cudzích batérií široko používajú výrobcovia domácich a cudzích batérií. Optimálne množstvo spojiva môže získať relatívne veľkú kapacitu batérie, dlhú životnosť cyklu a relatívne nízky vnútorný odpor.

Štyri charakteristiky CMC sú:

Po prvé, CMC môže produkt urobiť hydrofilný a rozpustný produkt, ktorý je úplne rozpustný vo vode, bez voľných vlákien a nečistôt.

Po druhé, stupeň substitúcie je jednotný a viskozita je stabilná, čo môže poskytnúť stabilnú viskozitu a adhéziu.

Po tretie, vyrábajte produkty s vysokou čistotou s nízkym obsahom kovových iónov.

Po štvrté, produkt má dobrú kompatibilitu s latexom SBR a inými materiálmi.

CMC sodná karboxymetylcelulóza používaná v batérii kvalitatívne zlepšila svoj efekt použitia a zároveň jej poskytuje výkon s dobrým využitím, s efektom aktuálneho použitia.

Úloha CMC v batériách

CMC je karboxymetylovaný derivát celulózy, ktorý sa obvykle pripravuje reagovaním prírodnej celulózy s kyselinou hydroxom a monochlóroctovou a jeho molekulová hmotnosť sa pohybuje od tisícov do miliónov.

CMC je biely až svetlo žltý prášok, granulárna alebo vláknitá látka, ktorá má silnú hygroskopitu a je ľahko rozpustná vo vode. Ak je neutrálny alebo alkalický, roztok je kvapalina s vysokou viskozitou. Ak sa na dlhú dobu zahrieva nad 80 ℃, viskozita sa zníži a bude nerozpustná vo vode. Keď sa zahrieva na 190-205 ° C, zhnedne a pri zahrievaní na 235-248 ° C sa karbikizuje.

Pretože CMC má vo vodnom roztoku funkcie zhrubnutia, väzby, retencie vody, emulgácie a zavesenia, sa bežne používa v oblasti keramiky, jedla, kozmetiky, tlače a farbenia, papiera, textílie, povlaky, povlaky, lepidlá a medicíny, keramiky na vysokej úrovni, v teréne sú v teréne približne 7%, bežne známe ako „priemyselné monosodie“.

Konkrétne v batérii sú funkcie CMC: dispergovanie záporného aktívneho materiálu elektród a vodivého činidla; zahusťovací a anti-spedimentačný účinok na negatívnu elektródovú kalu; pomoc pri lepení; stabilizácia výkonu spracovania elektródy a pomoc pri zlepšovaní výkonu cyklu batérie; Vylepšite silu šupky kusu tyče, atď.

Výkon a výber CMC

Pridanie CMC pri výrobe elektródovej kalu môže zvýšiť viskozitu suspenzie a zabrániť usadeniu suspenzie. CMC rozloží ióny a anióny sodíka vo vodnom roztoku a viskozita lepidla CMC sa zníži so zvýšením teploty, ktorá sa ľahko absorbuje vlhkosť a má zlú elasticitu.

CMC môže hrať veľmi dobrú úlohu pri disperzii negatívneho elektródového grafitu. Keď sa zvyšuje množstvo CMC, jeho produkty rozkladu budú priľnúť na povrch grafitových častíc a častice grafitu sa navzájom odpudzujú v dôsledku elektrostatickej sily, čím sa dosiahne dobrý disperzný účinok.

Zjavnou nevýhodou CMC je, že je relatívne krehká. Ak sa ako spojivo použije všetok CMC, grafitová negatívna elektróda sa zrúti počas procesu stlačenia a rezania kusu tyče, čo spôsobí vážne stratu prášku. Zároveň je CMC výrazne ovplyvnený pomerom elektródových materiálov a hodnoty pH a vrh elektród môže prasknúť počas nabíjania a vybíjania, čo priamo ovplyvňuje bezpečnosť batérie.

Spočiatku, spojivo používané pre negatívne miešanie elektródy bolo PVDF a ďalšie spojivá na báze oleja, ale vzhľadom na ochranu životného prostredia a ďalšie faktory sa stalo hlavným prúdom, aby používali väzobnérky na báze vody pre negatívne elektródy.

Perfektné spojivo neexistuje, skúste zvoliť spojivo, ktoré spĺňa fyzické spracovanie a elektrochemické požiadavky. Vďaka vývoju technológie lítiovej batérie, ako aj problémov s nákladmi a ochrana životného prostredia, spojivá na báze vody nakoniec nahradia spojivá na báze ropy.

CMC Dva hlavné výrobné procesy

Podľa rôznych étefikačných médií možno priemyselnú výrobu CMC rozdeliť do dvoch kategórií: metóda založená na vode a metóda založená na rozpúšťadle. Metóda s použitím vody ako reakčného média sa nazýva metóda vodného média, ktorá sa používa na výrobu alkalického média a CMC nízkej kvality. Metóda použitia organického rozpúšťadla ako reakčného média sa nazýva Metóda rozpúšťadla, ktorá je vhodná na výrobu stredného a vysokokvalitného CMC. Tieto dve reakcie sa vykonávajú v koženíku, ktorý patrí do procesu hnevu a v súčasnosti je hlavnou metódou výroby CMC.

Metóda vodného média: Predchádzajúci proces priemyselného výroby je metódou reagovať na alkalické celulózové a étefikačné činidlo za podmienok voľného alkalického a vody, ktoré sa používajú na prípravu stredných a nízko-stupňových produktov CMC, ako sú čistiace prostriedky a činidlá s veľkosťou textilu. Výhodou metódy vodného média je to, že požiadavky zariadenia sú relatívne jednoduché a náklady sú nízke; Nevýhodou je, že v dôsledku nedostatku veľkého množstva kvapalného média sa teplo generované reakciou zvyšuje teplota a urýchľuje rýchlosť vedľajších reakcií, čo vedie k nízkej éterifikačnej účinnosti a zlej kvalite produktu.

Metóda rozpúšťadla; Známy tiež ako metóda organického rozpúšťadla je rozdelená na metódu miesenia a metódu kalu podľa množstva reakčného riedidla. Jeho hlavnou črtou je, že alkalizačné a étefikačné reakcie sa vykonávajú za podmienky organického rozpúšťadla ako reakčného média (riedeného). Rovnako ako reakčný proces vodnej metódy, aj metóda rozpúšťadla pozostáva z dvoch štádií alkalizácie a étefikácie, ale reakčné médium týchto dvoch štádií je iné. Výhodou metódy rozpúšťadla je to, že vynecháva procesy alkalického namáčania, lisovania, drvenia a starnutia v metóde vody a alkalizácia a étifikácia sa vykonávajú v koženíku; Nevýhodou je, že kontrolovateľnosť teploty je relatívne nízka a požiadavky na priestor sú relatívne zlé. , vyššie náklady.