Ca liant principal al materialelor cu electrozi negativi pe bază de apă, produsele CMC sunt utilizate pe scară largă de producătorii de baterii interne și străine. Cantitatea optimă de liant poate obține o capacitate relativ mare a bateriei, durata de viață lungă a ciclului și o rezistență internă relativ scăzută.
Binder este unul dintre materialele funcționale auxiliare importante în bateriile cu litiu-ion. Este principala sursă a proprietăților mecanice ale întregului electrod și are un impact important asupra procesului de producție al electrodului și asupra performanței electrochimice a bateriei. Liantul în sine nu are capacitate și ocupă o proporție foarte mică în baterie.
În plus față de proprietățile adezive ale lianților generali, materialele de liant cu electrozi cu bateria cu litiu-ion trebuie, de asemenea, să poată rezista la umflarea și coroziunea electrolitului, precum și să reziste la coroziunea electrochimică în timpul sarcinii și descărcării. Rămâne stabil în intervalul de tensiune de lucru, astfel încât nu există multe materiale polimerice care pot fi utilizate ca lianți de electrozi pentru baterii cu ioni de litiu.
Există trei tipuri principale de litiu-litiu-batterie care sunt utilizate pe scară largă în prezent: fluorură de poliviniliden (PVDF), emulsie de cauciuc stiren-butadienă (SBR) și carboximetil celuloză (CMC). În plus, acidul poliacrilic (PAA), lianții pe bază de apă cu poliacrilonitril (PAN) și poliacrilat, deoarece principalele componente ocupă, de asemenea, o anumită piață.
Patru caracteristici ale CMC la nivel de baterie
Datorită solubilității slabe cu apă a structurii acid a carboximetil celulozei, pentru a o aplica mai bine, CMC este un material foarte utilizat în producția de baterii.
Ca liant principal al materialelor cu electrozi negativi pe bază de apă, produsele CMC sunt utilizate pe scară largă de producătorii de baterii interne și străine. Cantitatea optimă de liant poate obține o capacitate relativ mare a bateriei, durata de viață lungă a ciclului și o rezistență internă relativ scăzută.
Cele patru caracteristici ale CMC sunt:
În primul rând, CMC poate face produsul hidrofil și solubil, complet solubil în apă, fără fibre și impurități libere.
În al doilea rând, gradul de substituție este uniform, iar vâscozitatea este stabilă, ceea ce poate oferi vâscozitate și aderență stabilă.
În al treilea rând, produceți produse de înaltă puritate cu conținut de ioni de metal scăzut.
În al patrulea rând, produsul are o compatibilitate bună cu latexul SBR și alte materiale.
Celuloza de sodiu CMC de sodiu utilizat în baterie și -a îmbunătățit calitativ efectul de utilizare și, în același timp, îi oferă o performanță bună de utilizare, cu efectul de utilizare curent.
Rolul CMC în baterii
CMC este un derivat carboximetilat al celulozei, care este de obicei preparat prin reacția celulozei naturale cu alcalin caustic și acid monocloroacetic, iar greutatea sa moleculară variază de la mii la milioane.
CMC este o substanță alb până la galben deschis, granulară sau fibroasă, care are o higroscopicitate puternică și este ușor de solubil în apă. Când este neutră sau alcalină, soluția este un lichid cu vâscozitate ridicată. Dacă este încălzit peste 80 ℃ mult timp, vâscozitatea va scădea și va fi insolubilă în apă. Se rumenește atunci când este încălzit la 190-205 ° C și se carbonizează atunci când este încălzit la 235-248 ° C.
Deoarece CMC are funcțiile de îngroșare, lipire, retenție de apă, emulsionare și suspensie în soluție apoasă, este utilizat pe scară largă în câmpurile ceramicii, alimentelor, produselor cosmetice, imprimării și vopsirii, preparatelor de hârtie, textilelor, acoperirilor, adezivilor și medicamentelor, ceramicii de înaltă calitate și bateriile de litiu, reprezintă aproximativ 7%, cunoscute ca „industrie monosodium glutamate de câmp”.
În mod specific în baterie, funcțiile CMC sunt: dispersarea materialului activ al electrodului negativ și a agentului conductor; Efectul de îngroșare și anti-sedimentare asupra suspensiei negative ale electrodului; asistarea legăturii; stabilizarea performanței de procesare a electrodului și contribuirea la îmbunătățirea performanței ciclului bateriei; Îmbunătățiți puterea de coajă a piesei de pol etc.
Performanță și selecție CMC
Adăugarea CMC atunci când faceți suspensia electrodului poate crește vâscozitatea suspensiei și poate împiedica așezarea suspensiei. CMC va descompune ioni de sodiu și anioni într -o soluție apoasă, iar vâscozitatea lipiciului CMC va scădea odată cu creșterea temperaturii, care este ușor de absorbit umiditatea și are o elasticitate slabă.
CMC poate juca un rol foarte bun în dispersia grafitului de electrod negativ. Pe măsură ce cantitatea de CMC crește, produsele sale de descompunere vor adera la suprafața particulelor de grafit, iar particulele de grafit se vor respinge reciproc din cauza forței electrostatice, obținând un efect de dispersie bun.
Dezavantajul evident al CMC este că este relativ fragil. Dacă tot CMC este utilizat ca liant, electrodul negativ de grafit se va prăbuși în timpul procesului de presare și tăiere a piesei de poli, ceea ce va provoca pierderi grave de pulbere. În același timp, CMC este mult afectat de raportul dintre materialele electrodului și valoarea pH -ului, iar foaia de electrod poate crăpa în timpul încărcării și descărcării, ceea ce afectează direct siguranța bateriei.
Inițial, liantul utilizat pentru agitarea negativă a electrodilor a fost PVDF și alți lianți pe bază de ulei, dar având în vedere protecția mediului și alți factori, a devenit mainstream să utilizeze lianți pe bază de apă pentru electrozi negativi.
Liantul perfect nu există, încercați să alegeți un liant care să îndeplinească procesarea fizică și cerințele electrochimice. Odată cu dezvoltarea tehnologiei bateriei cu litiu, precum și a problemelor de protecție a costurilor și a mediului, lianții pe bază de apă vor înlocui în cele din urmă lianții pe bază de ulei.
CMC Două procese majore de fabricație
Conform diferitelor medii de eterificare, producția industrială a CMC poate fi împărțită în două categorii: metoda bazată pe apă și metoda bazată pe solvent. Metoda care folosește apa ca mediu de reacție se numește metoda mediului de apă, care este utilizată pentru a produce CMC alcalin mediu și de grad scăzut. Metoda de utilizare a solventului organic ca mediu de reacție se numește metoda solventului, care este potrivită pentru producerea de CMC de grad mediu și înalt. Aceste două reacții sunt efectuate într -o frământă, care aparține procesului de frământare și este în prezent principala metodă pentru producerea CMC.
Metoda medie a apei: un proces de producție industrială anterioară, metoda este de a reacționa agentul de celuloză alcalin și eterificare în condițiile alcalinului și alcului liber, care este utilizat pentru a pregăti produse CMC de grad mediu și scăzut, cum ar fi detergenți și agenți de dimensionare a textilelor. Avantajul metodei medii de apă este că cerințele echipamentului sunt relativ simple, iar costul este scăzut; Dezavantajul este că, din cauza lipsei unei cantități mari de mediu lichid, căldura generată de reacție crește temperatura și accelerează viteza reacțiilor laterale, ceea ce duce la o eficiență scăzută a eterificării și o calitate slabă a produsului.
Metoda solventului; Cunoscută și ca metodă de solvent organic, este împărțită în metoda de frământare și metoda de nămol în funcție de cantitatea de diluant de reacție. Principala sa caracteristică este aceea că reacțiile de alcalizare și eterificare sunt efectuate în condițiile unui solvent organic ca mediu de reacție (diluant). La fel ca procesul de reacție al metodei apei, metoda solventului constă, de asemenea, din două etape ale alcalizării și eterificării, dar mediul de reacție al acestor două etape este diferit. Avantajul metodei solventului este că omite procesele de înmuiere alcalină, presare, zdrobire și îmbătrânirea inerentă metodei apei, iar alcalinizarea și eterificarea sunt efectuate în frământare; Dezavantajul este că controlabilitatea temperaturii este relativ slabă, iar cerințele de spațiu sunt relativ slabe. , cost mai mare.
Timpul post: 14-2025 februarie