Aplikimi i lidhësit CMC në bateritë

Si lidhësi kryesor i materialeve të elektrodës negative të bazuara në ujë, produktet CMC përdoren gjerësisht nga prodhuesit e baterive shtëpiake dhe të huaja. Sasia optimale e lidhësit mund të marrë kapacitet relativisht të madh të baterisë, jetë të ciklit të gjatë dhe rezistencë relativisht të ulët të brendshme.

Binder është një nga materialet e rëndësishme funksionale ndihmëse në bateritë litium-jon. Shtë burimi kryesor i vetive mekanike të të gjithë elektrodës dhe ka një ndikim të rëndësishëm në procesin e prodhimit të elektrodës dhe performancën elektrokimike të baterisë. Lidhja në vetvete nuk ka kapacitet dhe zë një pjesë shumë të vogël në bateri.

Përveç vetive ngjitëse të lidhësve të përgjithshëm, materialet e lidhësit të elektrodës së elektrolit të baterisë litium-jon gjithashtu duhet të jenë në gjendje t'i rezistojnë ënjtjes dhe gërryerjes së elektrolitit, si dhe t'i rezistojë korrozionit elektrokimik gjatë ngarkimit dhe shkarkimit. Mbetet i qëndrueshëm në intervalin e tensionit të punës, kështu që nuk ka shumë materiale polimer që mund të përdoren si lidhës elektrodë për bateritë litium-jon.

Ekzistojnë tre lloje kryesore të lidhësve të baterisë litium-jon që përdoren gjerësisht aktualisht: fluoridi poliviniliden (PVDF), emulsioni i gomës stiren-butaden (SBR) dhe celulozës karboksimetil (CMC). Për më tepër, acidi poliakrilik (PAA), lidhësit me bazë uji me poliakrilonitril (PAN) dhe poliakrilate pasi përbërësit kryesorë gjithashtu zënë një treg të caktuar.

Katër karakteristika të CMC të nivelit të baterisë

Për shkak të tretshmërisë së dobët të ujit të strukturës acid të celulozës karboksimetil, në mënyrë që ta zbatojë më mirë atë, CMC është një material shumë i përdorur në prodhimin e baterisë.

Si lidhësi kryesor i materialeve të elektrodës negative të bazuara në ujë, produktet CMC përdoren gjerësisht nga prodhuesit e baterive shtëpiake dhe të huaja. Sasia optimale e lidhësit mund të marrë kapacitet relativisht të madh të baterisë, jetë të ciklit të gjatë dhe rezistencë relativisht të ulët të brendshme.

Katër karakteristikat e CMC janë:

Së pari, CMC mund ta bëjë produktin hidrofil dhe të tretshëm, plotësisht të tretshëm në ujë, pa fibra dhe papastërti të lira.

Së dyti, shkalla e zëvendësimit është e njëtrajtshme dhe viskoziteti është i qëndrueshëm, i cili mund të sigurojë viskozitet dhe ngjitje të qëndrueshme.

Së treti, prodhoni produkte me pastërti të lartë me përmbajtje jonike të ulët metalike.

Së katërti, produkti ka pajtueshmëri të mirë me SBR Latex dhe materiale të tjera.

Celuloza karboksimetil e natriumit CMC e përdorur në bateri ka përmirësuar në mënyrë cilësore efektin e përdorimit të saj, dhe në të njëjtën kohë i siguron asaj performancë të mirë të përdorimit, me efektin e përdorimit aktual.

Roli i CMC në bateritë

CMC është një derivat karboksimetilizues i celulozës, i cili zakonisht përgatitet duke reaguar celulozë natyrale me alkali kaustik dhe acid monochloroacetic, dhe pesha e tij molekulare varion nga mijëra deri në miliona.

CMC është një pluhur i verdhë i bardhë deri i lehtë, me substancë kokrrizore ose fibroze, e cila ka higroskopicitet të fortë dhe është lehtësisht i tretshëm në ujë. Kur është neutrale ose alkaline, zgjidhja është një lëng me viskozitet të lartë. Nëse nxehet mbi 80 ℃ Për një kohë të gjatë, viskoziteti do të ulet dhe do të jetë i pazgjidhshëm në ujë. Bëhet kafe kur nxehet në 190-205 ° C, dhe karbonizohet kur nxehet në 235-248 ° C.

Për shkak se CMC ka funksionet e trashjes, lidhjes, mbajtjes së ujit, emulsifikimit dhe pezullimit në tretësirë ​​ujore, ajo përdoret gjerësisht në fushat e qeramikës, ushqimit, kozmetikës, shtypjes dhe ngjyrosjes, papermakingut, tekstileve, veshjeve, ngjitësve dhe ilaçeve të larta, qeramikës së lartë dhe baterive të lithiumit, llogaritë në terren për rreth 7%, të zakonshme të njohura si "Monosodium Industrial, glutamat,", Ceramics të nivelit të lartë dhe lithium Bateritë e fushës për rreth 7%, të njohura të njohura si "Monosodi Industrial Glutam.

Në mënyrë të veçantë në bateri, funksionet e CMC janë: shpërndarja e materialit aktiv negativ të elektrodës dhe agjentit përçues; Efekt i trashjes dhe anti-sedimentimit në hollimin e elektrodës negative; Ndihmimi i lidhjes; stabilizimi i performancës së përpunimit të elektrodës dhe ndihmon në përmirësimin e performancës së ciklit të baterisë; Përmirësoni forcën e lëvozhgës së pjesës pole, etj.

Performanca dhe Përzgjedhja e CMC

Shtimi i CMC kur bëni slurry të elektrodës mund të rrisë viskozitetin e slurry dhe të parandalojë zgjidhjen e hollimit. CMC do të dekompozojë jonet dhe anionet e natriumit në tretësirë ​​ujore, dhe viskoziteti i zamit CMC do të ulet me rritjen e temperaturës, e cila është e lehtë për të thithur lagështinë dhe ka elasticitet të dobët.

CMC mund të luajë një rol shumë të mirë në shpërndarjen e grafitit të elektrodës negative. Ndërsa rritet sasia e CMC, produktet e saj të dekompozimit do t'i përmbahen sipërfaqes së grimcave të grafitit, dhe grimcat e grafitit do të zmbrapsin njëra -tjetrën për shkak të forcës elektrostatike, duke arritur një efekt të mirë shpërndarës.

Disavantazhi i dukshëm i CMC është se është relativisht i brishtë. Nëse i gjithë CMC përdoret si lidhës, elektroda negative e grafitit do të shembet gjatë procesit të shtypjes dhe prerjes së pjesës pole, e cila do të shkaktojë humbje serioze të pluhurit. Në të njëjtën kohë, CMC ndikohet shumë nga raporti i materialeve të elektrodës dhe vlerës së pH, dhe fleta e elektrodës mund të plasaritet gjatë karikimit dhe shkarkimit, gjë që ndikon drejtpërdrejt në sigurinë e baterisë.

Fillimisht, lidhësi i përdorur për nxitje të elektrodës negative ishte PVDF dhe lidhës të tjerë me bazë vaji, por duke marrë parasysh mbrojtjen e mjedisit dhe faktorë të tjerë, është bërë rrjedhë kryesore për të përdorur lidhës të bazuar në ujë për elektroda negative.

Lidhësi i përsosur nuk ekziston, përpiquni të zgjidhni një lidhës që plotëson përpunimin fizik dhe kërkesat elektrokimike. Me zhvillimin e teknologjisë së baterive litium, si dhe çështjet e kostos dhe mbrojtjes së mjedisit, lidhësit me bazë uji përfundimisht do të zëvendësojnë lidhësit me bazë vaji.

CMC Dy procese kryesore të prodhimit

Sipas mediave të ndryshme të eterifikimit, prodhimi industrial i CMC mund të ndahet në dy kategori: metodë të bazuar në ujë dhe metodë të bazuar në tretës. Metoda duke përdorur ujë si medium i reagimit quhet metoda e mesme e ujit, e cila përdoret për të prodhuar cmc të mesme alkaline dhe CMC të shkallës së ulët. Metoda e përdorimit të tretësit organik si medium i reaksionit quhet metoda e tretësit, e cila është e përshtatshme për prodhimin e CMC të mesme dhe të lartë. Këto dy reagime kryhen në një gjah, i cili i përket procesit të kalimit dhe aktualisht është metoda kryesore për prodhimin e CMC.

Metoda e mesme e ujit: Një proces i mëparshëm i prodhimit industrial, metoda është që të reagojë në celulozë alkalike dhe agjent eterifikimi në kushtet e alkalisë së lirë dhe ujit, i cili përdoret për të përgatitur produkte CMC të shkallës së mesme dhe të ulët, të tilla si pastruesit dhe agjentët me madhësi tekstili presin. Avantazhi i metodës së mesme të ujit është se kërkesat e pajisjeve janë relativisht të thjeshta dhe kostoja është e ulët; Disavantazhi është se për shkak të mungesës së një sasie të madhe të mediumit të lëngshëm, nxehtësia e gjeneruar nga reagimi rrit temperaturën dhe përshpejton shpejtësinë e reaksioneve anësore, duke rezultuar në efikasitet të ulët eterifikimi dhe cilësi të dobët të produktit.

Metoda e tretësit; E njohur gjithashtu si metodë e tretësit organik, ajo është e ndarë në metodën e gatimit dhe metodën e slurry sipas sasisë së holluesit të reagimit. Karakteristika e saj kryesore është se reaksionet e alkalizimit dhe eterifikimit kryhen nën gjendjen e një tretësi organik si medium reagimi (hollues) i. Ashtu si procesi i reagimit të metodës së ujit, metoda e tretësit përbëhet gjithashtu nga dy faza të alkalizimit dhe eterifikimit, por mediumi i reagimit të këtyre dy fazave është i ndryshëm. Avantazhi i metodës së tretësit është se ai heq proceset e njomjes, shtypjes, shtypjes dhe plakjes së alkalisë, dhe plakja e natyrshme në metodën e ujit, dhe alkalizimi dhe eterifikimi kryhen të gjitha në gjunjë; Disavantazhi është se kontrollueshmëria e temperaturës është relativisht e dobët, dhe kërkesat e hapësirës janë relativisht të dobëta. , kosto më e lartë.