Като основно свързващо вещество за отрицателни електродни материали на водна основа, CMC продуктите се използват широко от местни и чуждестранни производители на батерии.Оптималното количество свързващо вещество може да получи относително голям капацитет на батерията, дълъг живот на цикъла и относително ниско вътрешно съпротивление.
Свързващото вещество е един от важните спомагателни функционални материали в литиево-йонните батерии.Той е основният източник на механичните свойства на целия електрод и има важно влияние върху производствения процес на електрода и електрохимичните характеристики на батерията.Самото свързващо вещество няма капацитет и заема много малка част от батерията.
В допълнение към адхезивните свойства на общите свързващи вещества, свързващите материали за електроди на литиево-йонни батерии също трябва да могат да издържат на подуване и корозия на електролита, както и да издържат на електрохимична корозия по време на зареждане и разреждане.Той остава стабилен в диапазона на работното напрежение, така че няма много полимерни материали, които могат да се използват като електродни свързващи вещества за литиево-йонни батерии.
Има три основни типа свързващи вещества за литиево-йонни батерии, които се използват широко в момента: поливинилиден флуорид (PVDF), емулсия на стирен-бутадиен каучук (SBR) и карбоксиметил целулоза (CMC).В допълнение, полиакрилова киселина (PAA), свързващи вещества на водна основа с полиакрилонитрил (PAN) и полиакрилат като основни компоненти също заемат определен пазар.
Четири характеристики на CMC на ниво батерия
Поради лошата разтворимост във вода на киселинната структура на карбоксиметилцелулозата, за да се прилага по-добре, CMC е много широко използван материал в производството на батерии.
Като основно свързващо вещество за отрицателни електродни материали на водна основа, CMC продуктите се използват широко от местни и чуждестранни производители на батерии.Оптималното количество свързващо вещество може да получи относително голям капацитет на батерията, дълъг живот на цикъла и относително ниско вътрешно съпротивление.
Четирите характеристики на CMC са:
Първо, CMC може да направи продукта хидрофилен и разтворим, напълно разтворим във вода, без свободни влакна и примеси.
Второ, степента на заместване е еднаква и вискозитетът е стабилен, което може да осигури стабилен вискозитет и адхезия.
Трето, произвеждайте продукти с висока чистота с ниско съдържание на метални йони.
Четвърто, продуктът има добра съвместимост със SBR латекс и други материали.
CMC натриевата карбоксиметил целулоза, използвана в батерията, е подобрила качествено нейния ефект на използване и в същото време й осигурява добра производителност на употреба, с текущия ефект на употреба.
Ролята на CMC в батериите
CMC е карбоксиметилирано производно на целулоза, което обикновено се приготвя чрез взаимодействие на естествена целулоза с каустик алкали и монохлороцетна киселина, и молекулното му тегло варира от хиляди до милиони.
CMC е бял до светложълт прах, гранулирано или влакнесто вещество, което има силна хигроскопичност и е лесно разтворимо във вода.Когато е неутрален или алкален, разтворът е течност с висок вискозитет.Ако се нагрява над 80 ℃ за дълго време, вискозитетът ще намалее и ще бъде неразтворим във вода.При нагряване до 190-205°C става кафяво, а при нагряване до 235-248°C се карбонизира.
Тъй като CMC има функциите на сгъстяване, свързване, задържане на вода, емулгиране и суспензия във воден разтвор, той се използва широко в областта на керамиката, храните, козметиката, печатането и боядисването, производството на хартия, текстила, покритията, лепилата и медицината, крайна керамика и литиеви батерии Полето представлява около 7%, известно като „индустриален мононатриев глутамат“.
КонкретноCMCв батерията, функциите на CMC са: диспергиране на активния материал на отрицателния електрод и проводящия агент;сгъстяване и анти-седиментационен ефект върху суспензията на отрицателния електрод;подпомагане на свързването;стабилизиране на производителността на обработка на електрода и спомагане за подобряване на производителността на цикъла на батерията;подобряване на якостта на обелване на полюсната част и др.
Изпълнение и избор на CMC
Добавянето на CMC при приготвяне на електродната суспензия може да увеличи вискозитета на суспензията и да предотврати утаяването на суспензията.CMC ще разложи натриевите йони и аниони във воден разтвор и вискозитетът на CMC лепилото ще намалее с повишаването на температурата, което лесно абсорбира влагата и има лоша еластичност.
CMC може да играе много добра роля в дисперсията на графит с отрицателен електрод.Тъй като количеството CMC се увеличава, неговите продукти на разлагане ще се придържат към повърхността на графитните частици и графитните частици ще се отблъскват взаимно поради електростатична сила, постигайки добър ефект на дисперсия.
Очевидният недостатък на CMC е, че е относително крехък.Ако целият CMC се използва като свързващо вещество, графитният отрицателен електрод ще се срути по време на процеса на пресоване и рязане на полюсната част, което ще причини сериозна загуба на прах.В същото време CMC е силно повлиян от съотношението на електродните материали и стойността на рН, а електродният лист може да се напука по време на зареждане и разреждане, което пряко засяга безопасността на батерията.
Първоначално свързващото вещество, използвано за разбъркване на отрицателни електроди, беше PVDF и други свързващи вещества на маслена основа, но като се има предвид опазването на околната среда и други фактори, стана масово да се използват свързващи вещества на водна основа за отрицателни електроди.
Идеалното свързващо вещество не съществува, опитайте се да изберете свързващо вещество, което отговаря на изискванията за физическа обработка и електрохимични изисквания.С развитието на технологията за литиеви батерии, както и с проблемите на разходите и опазването на околната среда, свързващите вещества на водна основа в крайна сметка ще заменят свързващите вещества на маслена основа.
CMC два основни производствени процеса
Според различните среди за етерификация промишленото производство на CMC може да бъде разделено на две категории: метод на водна основа и метод на базата на разтворител.Методът, използващ вода като реакционна среда, се нарича метод на водна среда, който се използва за получаване на алкална среда и нискокачествен CMC.Методът за използване на органичен разтворител като реакционна среда се нарича метод на разтворителя, който е подходящ за производството на средно и висококачествен CMC.Тези две реакции се извършват в смесител, който принадлежи към процеса на месене и в момента е основният метод за производство на CMC.
Метод с водна среда: по-ранен промишлен производствен процес, методът е да реагира алкална целулоза и етерифициращ агент в условията на свободна основа и вода, която се използва за приготвяне на средни и нискокачествени CMC продукти, като детергенти и текстилни оразмеряващи агенти Изчакайте .Предимството на метода с водна среда е, че изискванията към оборудването са относително прости и цената е ниска;недостатъкът е, че поради липсата на голямо количество течна среда, топлината, генерирана от реакцията, повишава температурата и ускорява скоростта на страничните реакции, което води до ниска ефективност на етерификация и лошо качество на продукта.
Метод на разтворителя;известен също като метод на органичен разтворител, той се разделя на метод на месене и метод на суспензия според количеството на реакционния разредител.Основната му характеристика е, че реакциите на алкализация и етерификация се извършват при условие на органичен разтворител като реакционна среда (разредител) на.Подобно на реакционния процес на водния метод, методът с разтворител също се състои от два етапа на алкализиране и етерификация, но реакционната среда на тези два етапа е различна.Предимството на метода с разтворител е, че той пропуска процесите на алкално накисване, пресоване, раздробяване и стареене, присъщи на водния метод, а алкализацията и етерификацията се извършват в смесителната машина;недостатъкът е, че контролируемостта на температурата е относително лоша и изискванията за пространство са относително лоши., по-висока цена.
Време на публикуване: 5 януари 2023 г