Као главно везиво материјала негативних електрода на бази воде, ЦМЦ производи се широко користе од стране домаћих и страних произвођача батерија.Оптимална количина везива може да добије релативно велики капацитет батерије, дуг животни век и релативно низак унутрашњи отпор.
Везиво је један од важних помоћних функционалних материјала у литијум-јонским батеријама.То је главни извор механичких својстава целе електроде и има важан утицај на процес производње електроде и електрохемијске перформансе батерије.Сам везиво нема капацитет и заузима веома мали део у батерији.
Поред адхезивних својстава општих везива, материјали за везивање електрода литијум-јонске батерије такође морају бити у стању да издрже бубрење и корозију електролита, као и да издрже електрохемијску корозију током пуњења и пражњења.Остаје стабилан у опсегу радног напона, тако да нема много полимерних материјала који се могу користити као везива електрода за литијум-јонске батерије.
Постоје три главна типа везива за литијум-јонске батерије који се тренутно широко користе: поливинилиден флуорид (ПВДФ), емулзија стирен-бутадиен каучука (СБР) и карбоксиметил целулоза (ЦМЦ).Поред тога, одређено тржиште заузимају и полиакрилна киселина (ПАА), везива на бази воде са полиакрилонитрилом (ПАН) и полиакрилатом као главним компонентама.
Четири карактеристике ЦМЦ на нивоу батерије
Због слабе растворљивости у води киселе структуре карбоксиметил целулозе, у циљу боље примене, ЦМЦ је веома широко распрострањен материјал у производњи батерија.
Као главно везиво материјала негативних електрода на бази воде, ЦМЦ производи се широко користе од стране домаћих и страних произвођача батерија.Оптимална количина везива може да добије релативно велики капацитет батерије, дуг животни век и релативно низак унутрашњи отпор.
Четири карактеристике ЦМЦ-а су:
Прво, ЦМЦ може учинити производ хидрофилним и растворљивим, потпуно растворљивим у води, без слободних влакана и нечистоћа.
Друго, степен замене је уједначен и вискозитет је стабилан, што може обезбедити стабилан вискозитет и адхезију.
Треће, производите производе високе чистоће са ниским садржајем металних јона.
Четврто, производ има добру компатибилност са СБР латексом и другим материјалима.
ЦМЦ натријум карбоксиметил целулоза коришћена у батерији квалитативно је побољшала њен ефекат употребе, а истовремено јој пружа добре перформансе употребе, уз тренутни ефекат употребе.
Улога ЦМЦ-а у батеријама
ЦМЦ је карбоксиметиловани дериват целулозе, који се обично припрема реакцијом природне целулозе са каустичном алкалијом и монохлоросирћетном киселином, а њена молекулска тежина се креће од хиљада до милиона.
ЦМЦ је бели до светло жути прах, зрнаста или влакнаста супстанца, која има јаку хигроскопност и лако је растворљива у води.Када је неутралан или алкални, раствор је течност високог вискозитета.Ако се дуго загрева изнад 80℃, вискозитет ће се смањити и биће нерастворљив у води.Постаје браон када се загреје на 190-205°Ц, а карбонизира када се загреје на 235-248°Ц.
Пошто ЦМЦ има функције згушњавања, везивања, задржавања воде, емулговања и суспензије у воденом раствору, широко се користи у области керамике, хране, козметике, штампе и бојења, производње папира, текстила, премаза, лепкова и медицине, високо- крајња керамика и литијумске батерије Ово поље чини око 7%, опште познато као „индустријски мононатријум глутамат“.
КонкретноЦМЦу батерији, функције ЦМЦ-а су: распршивање активног материјала негативне електроде и проводног средства;згушњавајући и анти-седиментациони ефекат на суспензију негативне електроде;помоћ при везивању;стабилизација перформанси обраде електроде и помоћ у побољшању перформанси циклуса батерије;побољшати снагу љуштења стуба итд.
ЦМЦ перформансе и избор
Додавање ЦМЦ-а приликом прављења суспензије електроде може повећати вискозитет суспензије и спречити таложење суспензије.ЦМЦ ће разградити натријумове јоне и ањоне у воденом раствору, а вискозност ЦМЦ лепка ће се смањити са повећањем температуре, који лако апсорбује влагу и има слабу еластичност.
ЦМЦ може играти веома добру улогу у дисперзији графита негативне електроде.Како се количина ЦМЦ повећава, производи његовог распадања ће се прилепити на површину честица графита, а честице графита ће се одбијати једна од друге због електростатичке силе, постижући добар ефекат дисперзије.
Очигледан недостатак ЦМЦ-а је то што је релативно крт.Ако се сав ЦМЦ користи као везиво, графитна негативна електрода ће се срушити током процеса пресовања и сечења стубног дела, што ће изазвати озбиљан губитак праха.Истовремено, на ЦМЦ у великој мери утиче однос материјала електроде и пХ вредности, а електродни лист може да пукне током пуњења и пражњења, што директно утиче на безбедност батерије.
У почетку је везиво које се користило за мешање негативних електрода било ПВДФ и друга везива на бази уља, али с обзиром на заштиту животне средине и друге факторе, постало је уобичајено коришћење везива на бази воде за негативне електроде.
Савршено везиво не постоји, покушајте да изаберете везиво које задовољава физичку обраду и електрохемијске захтеве.Са развојем технологије литијумских батерија, као и са питањима трошкова и заштите животне средине, везива на бази воде ће на крају заменити везива на бази уља.
ЦМЦ два главна производна процеса
Према различитим медијима за етерификацију, индустријска производња ЦМЦ-а може се поделити у две категорије: метод на бази воде и метод на бази растварача.Метода која користи воду као реакциони медијум назива се методом воденог медијума, која се користи за производњу алкалног медијума и ЦМЦ ниског квалитета.Метода коришћења органског растварача као реакционог медијума назива се метода растварача, која је погодна за производњу ЦМЦ средњег и високог квалитета.Ове две реакције се изводе у мешалици, која спада у процес гњечења и тренутно је главна метода за производњу ЦМЦ.
Метода воденог медијума: ранији процес индустријске производње, метода је да реагује алкална целулоза и агенс за етерификацију у условима слободне алкалије и воде, који се користи за припрему ЦМЦ производа средњег и ниског квалитета, као што су детерџенти и агенси за величину текстила. .Предност методе воденог медија је у томе што су захтеви за опремом релативно једноставни и што је цена ниска;недостатак је што због недостатка велике количине течног медијума, топлота настала реакцијом повећава температуру и убрзава брзину споредних реакција, што резултира ниском ефикасношћу етерификације и лошим квалитетом производа.
Солвент метход;такође познат као метода органског растварача, подељен је на методу гнетења и методу суспензије према количини реакционог разблаживача.Његова главна карактеристика је да се реакције алкализације и етерификације спроводе под условима органског растварача као реакционог медијума (разблаживача).Као и реакциони процес водене методе, метода растварача се такође састоји од две фазе алкализације и етерификације, али је реакциони медијум ове две фазе различит.Предност методе растварача је у томе што се изостављају процеси алкалног намакања, пресовања, дробљења и старења који су својствени методи воде, а алкализација и етерификација се спроводе у мешалици;недостатак је што је температурна контрола релативно лоша, а захтеви за простором су релативно слаби., већи трошак.
Време поста: Јан-05-2023