Som det vigtigste bindemiddel for vandbaserede negative elektrodematerialer bruges CMC-produkter i vid udstrækning af indenlandske og udenlandske batteriproducenter.Den optimale mængde bindemiddel kan opnå relativt stor batterikapacitet, lang cykluslevetid og relativt lav indre modstand.
Bindemiddel er et af de vigtige funktionelle hjælpematerialer i lithium-ion-batterier.Det er hovedkilden til de mekaniske egenskaber af hele elektroden og har en vigtig indflydelse på elektrodens produktion og den elektrokemiske ydeevne af batteriet.Selve bindemidlet har ingen kapacitet og fylder en meget lille del i batteriet.
Ud over de klæbende egenskaber ved almindelige bindemidler skal lithium-ion batterielektrodebindemiddelmaterialer også kunne modstå elektrolyttens opsvulmning og korrosion, samt modstå den elektrokemiske korrosion under op- og afladning.Det forbliver stabilt i arbejdsspændingsområdet, så der er ikke mange polymermaterialer, der kan bruges som elektrodebindere til lithium-ion-batterier.
Der er tre hovedtyper af lithium-ion batteri bindemidler, der er meget udbredt i øjeblikket: polyvinylidenfluorid (PVDF), styren-butadien gummi (SBR) emulsion og carboxymethylcellulose (CMC).Derudover optager polyacrylsyre (PAA), vandbaserede bindemidler med polyacrylonitril (PAN) og polyacrylat som hovedkomponenter også et vist marked.
Fire karakteristika for CMC på batteriniveau
På grund af den dårlige vandopløselighed af syrestrukturen af carboxymethylcellulose, for bedre at kunne anvende det, er CMC et meget udbredt materiale i batteriproduktion.
Som det vigtigste bindemiddel for vandbaserede negative elektrodematerialer bruges CMC-produkter i vid udstrækning af indenlandske og udenlandske batteriproducenter.Den optimale mængde bindemiddel kan opnå relativt stor batterikapacitet, lang cykluslevetid og relativt lav indre modstand.
De fire karakteristika ved CMC er:
For det første kan CMC gøre produktet hydrofilt og opløseligt, fuldstændigt opløseligt i vand, uden frie fibre og urenheder.
For det andet er substitutionsgraden ensartet, og viskositeten er stabil, hvilket kan give stabil viskositet og vedhæftning.
For det tredje skal du fremstille produkter med høj renhed med lavt indhold af metalioner.
For det fjerde har produktet god kompatibilitet med SBR-latex og andre materialer.
CMC-natriumcarboxymethylcellulosen brugt i batteriet har kvalitativt forbedret dets brugseffekt og giver det samtidig en god brugsydelse med den nuværende brugseffekt.
CMC's rolle i batterier
CMC er et carboxymethyleret derivat af cellulose, som normalt fremstilles ved at omsætte naturlig cellulose med kaustisk alkali og monochloreddikesyre, og dets molekylvægt varierer fra tusinder til millioner.
CMC er et hvidt til lysegult pulver, granulært eller fibrøst stof, som har stærk hygroskopicitet og er letopløseligt i vand.Når den er neutral eller basisk, er opløsningen en højviskositetsvæske.Hvis det opvarmes over 80 ℃ i lang tid, vil viskositeten falde, og det vil være uopløseligt i vand.Den bliver brun, når den opvarmes til 190-205°C, og karboniserer, når den opvarmes til 235-248°C.
Fordi CMC har funktionerne fortykning, binding, vandretention, emulgering og suspension i vandig opløsning, er det meget udbredt inden for områderne keramik, fødevarer, kosmetik, trykning og farvning, papirfremstilling, tekstiler, belægninger, klæbemidler og medicin, høj- slutkeramik og lithiumbatterier Feltet tegner sig for omkring 7%, almindeligvis kendt som "industrielt mononatriumglutamat".
Helt konkretCMCi batteri, funktionerne af CMC er: at sprede det negative elektrode aktive materiale og ledende middel;fortykkelse og anti-sedimenteringseffekt på den negative elektrodeopslæmning;hjælpe med binding;stabilisering af elektrodens behandlingsydelse og hjælper med at forbedre battericyklussens ydeevne;forbedre stangstykkets skrælningsstyrke mv.
CMC ydeevne og valg
Tilføjelse af CMC ved fremstilling af elektrodeopslæmningen kan øge gyllens viskositet og forhindre gyllen i at bundfælde sig.CMC vil nedbryde natriumioner og anioner i vandig opløsning, og viskositeten af CMC lim vil falde med stigningen i temperaturen, som er let at absorbere fugt og har dårlig elasticitet.
CMC kan spille en meget god rolle i spredningen af negativ elektrodegrafit.Efterhånden som mængden af CMC stiger, vil dets nedbrydningsprodukter klæbe til overfladen af grafitpartikler, og grafitpartiklerne vil frastøde hinanden på grund af elektrostatisk kraft, hvilket opnår en god spredningseffekt.
Den åbenlyse ulempe ved CMC er, at den er relativt skør.Hvis al CMC bruges som bindemiddel, vil den negative grafitelektrode kollapse under presse- og skæreprocessen af polstykket, hvilket vil forårsage alvorligt pulvertab.Samtidig er CMC meget påvirket af forholdet mellem elektrodematerialer og pH-værdi, og elektrodearket kan revne under opladning og afladning, hvilket direkte påvirker batteriets sikkerhed.
Til at begynde med var bindemidlet, der blev brugt til negativ elektrode-omrøring, PVDF og andre oliebaserede bindemidler, men i betragtning af miljøbeskyttelse og andre faktorer er det blevet mainstream at bruge vandbaserede bindemidler til negative elektroder.
Det perfekte bindemiddel findes ikke, prøv at vælge et bindemiddel, der opfylder de fysiske forarbejdnings- og elektrokemiske krav.Med udviklingen af lithiumbatteriteknologi, såvel som omkostninger og miljøbeskyttelsesproblemer, vil vandbaserede bindemidler i sidste ende erstatte oliebaserede bindemidler.
CMC to store fremstillingsprocesser
Ifølge forskellige foretringsmedier kan den industrielle produktion af CMC opdeles i to kategorier: vandbaseret metode og opløsningsmiddelbaseret metode.Metoden med vand som reaktionsmedium kaldes vandmediummetoden, som bruges til at fremstille alkalisk medium og lavkvalitets CMC.Metoden til at bruge organisk opløsningsmiddel som reaktionsmedium kaldes opløsningsmiddelmetoden, som er velegnet til fremstilling af medium og højkvalitets CMC.Disse to reaktioner udføres i en æltemaskine, som hører til ælteprocessen og i øjeblikket er hovedmetoden til fremstilling af CMC.
Vandmediummetode: en tidligere industriel produktionsproces, metoden er at reagere alkalicellulose og etherificeringsmiddel under betingelserne for frit alkali og vand, som bruges til at fremstille mellem- og lavkvalitets CMC-produkter, såsom vaske- og tekstillimningsmidler. .Fordelen ved vandmediummetoden er, at udstyrskravene er relativt enkle, og omkostningerne er lave;Ulempen er, at på grund af manglen på en stor mængde flydende medium, øger varmen, der genereres af reaktionen, temperaturen og accelererer hastigheden af sidereaktioner, hvilket resulterer i lav etherificeringseffektivitet og dårlig produktkvalitet.
Opløsningsmiddel metode;også kendt som organisk opløsningsmiddelmetode, den er opdelt i æltemetode og opslæmningsmetode i henhold til mængden af reaktionsfortynder.Dets hovedtræk er, at alkaliserings- og etherificeringsreaktionerne udføres under betingelserne af et organisk opløsningsmiddel som reaktionsmediet (fortynderen) af.Ligesom reaktionsprocessen ved vandmetoden består opløsningsmiddelmetoden også af to trin af alkalisering og etherificering, men reaktionsmediet i disse to trin er forskelligt.Fordelen ved opløsningsmiddelmetoden er, at den udelader processerne med alkaliopblødning, presning, knusning og ældning, der er iboende i vandmetoden, og alkaliseringen og etherificeringen udføres alle i æltemaskinen;Ulempen er, at temperaturstyrbarheden er relativt dårlig, og pladsbehovet er relativt ringe., højere omkostninger.
Indlægstid: Jan-05-2023