Aplikace pořadače CMC v bateriích

Jako hlavní pořadatel negativních elektrodových materiálů na bázi vody jsou produkty CMC široce používány domácími a zahraničními výrobci baterií. Optimální množství pojiva může získat relativně velkou kapacitu baterie, dlouhou životnost cyklu a relativně nízkou vnitřní odpor.

Binder je jedním z důležitých pomocných funkčních materiálů v lithium-iontových bateriích. Je hlavním zdrojem mechanických vlastností celé elektrody a má důležitý dopad na výrobní proces elektrody a elektrochemický výkon baterie. Samotný pojivo nemá žádnou kapacitu a zabírá velmi malou část v baterii.

Kromě adhezivních vlastností obecných pojiv musí být také lithium-iontové elektrodové pořadové materiály schopny odolat otoku a korozi elektrolytu a také odolávat elektrochemické korozi během náboje a vypouštění. Zůstává stabilní v rozsahu pracovního napětí, takže není mnoho polymerních materiálů, které lze použít jako elektrodová pojiva pro lithium-iontové baterie.

V současné době existují tři hlavní typy lithium-iontových baterií, které se široce používají: polyvinyliden fluorid (PVDF), emulze emulze styrenu-butadienu (SBR) a karboxymethylcelulóza (CMC). Kromě toho kyselina polyakrylová (PAA), na bázi vodních pojistek s polyakrylonitrilem (PAN) a polyakrylátem jako hlavní složky zabírají také určitý trh.

Čtyři charakteristiky CMC na úrovni baterie

Vzhledem ke špatné rozpustnosti vody kyseliny karboxymethylcelulózy je CMC při výrobě baterie velmi široce používaným materiálem.

Jako hlavní pořadatel negativních elektrodových materiálů na bázi vody jsou produkty CMC široce používány domácími a zahraničními výrobci baterií. Optimální množství pojiva může získat relativně velkou kapacitu baterie, dlouhou životnost cyklu a relativně nízkou vnitřní odpor.

Čtyři charakteristiky CMC jsou:

Za prvé, CMC může učinit produkt hydrofilní a rozpustný, zcela rozpustný ve vodě, bez volných vláken a nečistot.

Za druhé, stupeň substituce je jednotný a viskozita je stabilní, která může poskytnout stabilní viskozitu a adhezi.

Zatřetí, produkujte produkty s vysokou čistotou s nízkým obsahem kovových iontů.

Začtvrté, produkt má dobrou kompatibilitu s latexem SBR a dalšími materiály.

Karboxymethylcelulóza sodík sodný sodný použitý v baterii kvalitativně zlepšil svůj účinek na použití a zároveň mu poskytuje dobrý výkon využití se současným účinkem použití.

Role CMC v bateriích

CMC je karboxymethylovaný derivát celulózy, který se obvykle připravuje reagováním přirozené celulózy s žíravou alkalií a kyselinou monochloroctovou a její molekulová hmotnost se pohybuje od tisíců do milionů.

CMC je bílý až světle žlutý prášek, granulární nebo vláknitá látka, která má silnou hygroskopicitu a je snadno rozpustná ve vodě. Když je neutrální nebo alkalický, roztokem je vysoce viskozitní kapalina. Pokud se po dlouhou dobu zahřívá nad 80 ℃, viskozita se sníží a bude nerozpustná ve vodě. Při zahřívání na 190–205 ° C se zhnědne a při zahřívání na 235-248 ° C karbonizuje.

Vzhledem k tomu, že CMC má funkce zahušťování, lepení, zadržování vody, emulgace a suspenze ve vodném roztoku, je široce používána v polích keramiky, jídla, kosmetiky, tisku a barvení, tvorby papíru, nátěrů, lepidků a léků, špičkové keramiky a lithium baterií pro přibližně 7%známé jako „průmyslové monosomy“.

Konkrétně v baterii jsou funkce CMC: rozptýlení negativního elektrodového aktivního materiálu a vodivého činidla; zahušťování a účinek anti-sedimentace na negativní kaše elektrod; pomoc při lepení; Stabilizace výkonu zpracování elektrody a pomoci zlepšit výkon cyklu baterie; Zlepšete sílu slupky kusu pólu atd.

Výkon a výběr CMC

Přidání CMC při výrobě kaše elektrody může zvýšit viskozitu kaše a zabránit usazování kaše. CMC rozloží ionty sodíku a anionty ve vodném roztoku a viskozita lepidla CMC se sníží se zvýšením teploty, což je snadno absorbovatelné vlhkosti a má špatnou elasticitu.

CMC může hrát velmi dobrou roli při rozptýlení negativního grafitu elektrody. Jak se množství CMC zvyšuje, jeho produkty rozkladu budou přilepit povrch grafitových částic a grafitové částice se navzájem odpuzují kvůli elektrostatické síle a dosáhnou dobrého disperzního efektu.

Zjevnou nevýhodou CMC je, že je relativně křehká. Pokud se jako pojiva použije všechny CMC, grafitová záporná elektroda se během lisovacího a řezného procesu kusu pólu zhroutí, což způsobí vážnou ztrátu prášku. Současně je CMC velmi ovlivněna poměrem elektrodových materiálů a hodnoty pH a elektrodová list může prasknout během nabíjení a vypouštění, což přímo ovlivňuje bezpečnost baterie.

Zpočátku byl pojivo používaným pro negativní míchání elektrody PVDF a další pojiva na základě oleje, ale vzhledem k ochraně životního prostředí a další faktory se stalo hlavním proudem pro použití vodních pojiv pro negativní elektrody.

Perfektní pojivo neexistuje, pokuste se vybrat pojivo, které splňuje fyzické zpracování a elektrochemické požadavky. S vývojem technologie lithiové baterie, jakož i problémy s ochranou nákladů a životního prostředí, nahradí pojiva na bázi oleje.

CMC dva hlavní výrobní procesy

Podle různých etherifikačních médií lze průmyslovou produkci CMC rozdělit do dvou kategorií: metoda založená na vodě a metoda založená na rozpouštědlech. Metoda používající vodu jako reakční médium se nazývá metoda vodního média, která se používá k produkci alkalického středního a nízkého stupně CMC. Způsob použití organického rozpouštědla jako reakčního média se nazývá metoda rozpouštědla, která je vhodná pro produkci střední a vysoce kvalitní CMC. Tyto dvě reakce jsou prováděny v hnadu, který patří k procesu hnětení a je v současné době hlavní metodou produkce CMC.

Metoda vodního média: Metodou dřívějšího průmyslového výrobního procesu je reagovat na alkalickou celulózu a etherifikační činidlo za podmínek volné alkálie a vody, která se používá k přípravě středních a nízkých produktů CMC, jako jsou detergenty a textilní agenti, které čekají. Výhodou metody vodního média je, že požadavky na zařízení jsou relativně jednoduché a náklady jsou nízké; Nevýhodou je, že vzhledem k nedostatku velkého množství kapalného média zvyšuje teplo vytvořené reakcí teplotu a zrychluje rychlost vedlejších reakcí, což má za následek nízkou účinnost etherifikace a špatné kvality produktu.

Metoda rozpouštědla; Také známá jako metoda organického rozpouštědla, je rozdělena do metody hnětení a kalu podle množství reakčního ředitele. Jeho hlavním rysem je, že alkalizační a etherifikační reakce jsou prováděny za podmínky organického rozpouštědla jako reakčního média (ředidla). Stejně jako reakční proces metody vody, metoda rozpouštědla se také skládá ze dvou stádií alkalizace a etherifikace, ale reakční médium těchto dvou fází je jiné. Výhodou metody rozpouštědla je to, že vynechává procesy namočení, lisování, drcení a stárnutí, které je vlastní metodě vody, a alkalizace a etherifikace se provádějí v hnadu; Nevýhodou je, že ovladatelnost teploty je relativně špatná a požadavky na prostor jsou relativně špatné. , vyšší náklady.