Прилагане на CMC свързващо вещество в батериите

Като основно свързващо вещество на отрицателните електродни материали на водна основа, CMC продуктите се използват широко от домашните и чуждестранните производители на батерии. Оптималното количество свързващо вещество може да получи сравнително голям капацитет на батерията, живот на дълъг цикъл и сравнително 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 електрохимичната характеристика на батерията. Самото свързващо вещество няма капацитет и заема много малка част в батерията.

В допълнение към лепилните свойства на общите свързващи вещества, литиево-йонните материали за свързващо вещество на батерията също трябва да могат да издържат на подуването и корозията на електролита, както и да издържат на електрохимичната корозия по време на зареждане и разряд. Той остава стабилен в обхвата на работното напрежение, така че няма много полимерни материали, които могат да се използват като електродни свързващи вещества за литиево-йонни батерии.

В момента има три основни типа литиево-йонни свързващи вещества батерии, които се използват широко: поливинилиден флуорид (PVDF), стирен-бутадиен каучук (SBR) емулсия и карбоксиметил целулоза (CMC). В допълнение, полиакриловата киселина (PAA), свързващи вещества на водна основа с полиакрилонитрил (PAN) и полиакрилат, тъй като основните компоненти също заемат определен пазар.

Четири характеристики на CMC на ниво батерия

Поради лошата разтворимост на водата на киселинната структура на карбоксиметил целулозата, за да се приложи по -добре, CMC е много широко използван материал при производството на батерии.

Като основно свързващо вещество на отрицателните електродни материали на водна основа, CMC продуктите се използват широко от домашните и чуждестранните производители на батерии. Оптималното количество свързващо вещество може да получи сравнително голям капацитет на батерията, живот на дълъг цикъл и сравнително 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 равномерна и вискозитетът е стабилен, който може да осигури стабилен вискозитет и адхезия.

Трето, произвеждайте продукти с висока чистота с ниско съдържание на метални йони.

Четвърто, продуктът има добра съвместимост с SBR латекс и други материали.

CMC натриевата карбоксиметил целулоза, използвана в батерията, качествено подобри ефекта си от употреба и в същото време й осигурява добра ефективност, с ефекта на текущия употреба.

Ролята на CMC в батериите

CMC е карбоксиметилирана производна на целулозата, която обикновено се приготвя чрез реагиране на естествена целулоза с каустични алкали и монохлороцетна киселина, а молекулното му тегло варира от хиляди до милиони.

CMC е бяло до светло жълт прах, гранулирано или фиброзно вещество, което има силна хигроскопичност и лесно се разтвори във вода. Когато е неутрален или алкален, разтворът е течност с висока вискозитет. Ако се нагрява над 80 ℃ за дълго време, вискозитетът ще намалее и той ще бъде неразтворим във вода. Става кафяво, когато се нагрява до 190-205 ° C и се карбонизира, когато се нагрява до 235-248 ° C.

Тъй като CMC има функциите на удебеляване, свързване, задържане на вода, емулгиране и окачване във воден разтвор, той се използва широко в полетата на керамиката, храната, козметиката, печатането и боядисването, производството на папии, текстилите, покритията, лепилата и лекарството, висококачествения керамика и литийните батерии, считанията на 7%, известни като „индустриални моносиеви батерии“.

По -специално в батерията функциите на CMC са: диспергиране на отрицателния електрод активен материал и проводим агент; сгъстяване и анти-седиментационен ефект върху отрицателната суспензия на електрода; подпомагане на свързване; стабилизиране на производителността на обработката на електрода и подпомагане на подобряването на производителността на цикъла на батерията; Подобрете силата на корите на полюса и т.н.

Изпълнение и избор на CMC

Добавянето на CMC при приготвяне на суспензия на електрода може да увеличи вискозитета на суспензията и да предотврати утаяване на суспензията. CMC ще разлага натриеви йони и аниони във воден разтвор, а вискозитетът на CMC лепилото ще намалее с повишаването на температурата, което е лесно да се абсорбира влагата и има лоша еластичност.

CMC може да играе много добра роля в дисперсията на отрицателния графит на електрода. С увеличаването на количеството на CMC продуктите му продукти ще се придържат към повърхността на графитните частици, а графитните частици ще се отблъснат взаимно поради електростатична сила, постигайки добър ефект на дисперсия.

Очевидният недостатък на CMC е, че той е сравнително крехък. Ако всички CMC се използват като свързващо вещество, графитният отрицателен електрод ще се срути по време на процеса на натискане и рязане на полюсното парче, което ще доведе до сериозна загуба на прах. В същото време CMC е силно повлиян от съотношението на електродни материали и рН стойност, а електродният лист може да се напука по време на зареждане и изхвърляне, което директно влияе върху безопасността на батерията.

Първоначално свързващото вещество, използвано за отрицателно разбъркване на електрода, е PVDF и други свързващи вещества на маслена основа, но като се има предвид опазването на околната среда и други фактори, стана основно да се използват връзки на водна основа за отрицателни електроди.

Перфектното свързващо вещество не съществува, опитайте се да изберете свързващо вещество, което отговаря на физическата обработка и електрохимичните изисквания. С развитието на технологията на литиевата батерия, както и проблемите с разходите и опазването на околната среда, връзките на водната основа в крайна сметка ще заменят свързващите вещества на маслена основа.

CMC Два основни производствени процеса

Според различни етерификационни носители, индустриалното производство на CMC може да бъде разделено на две категории: метод на водна основа и метод на базата на разтворители. Методът, използващ водата като реакционна среда, се нарича метод на водна среда, който се използва за производство на алкална среда и нискостепенна CMC. Методът за използване на органичен разтворител като реакционна среда се нарича метод на разтворител, който е подходящ за производство на средно и висококачествен CMC. Тези две реакции се извършват в оветдетел, който принадлежи към процеса на месене и в момента е основният метод за производство на CMC.

Метод на водна среда: По-ранен промишлен производствен процес, методът е да реагира алкална целулоза и етерификационен агент при условия на свободни алкали и вода, който се използва за приготвяне на средно и нискокачествени CMC продукти, като препарати и текстилни размери чакат. Предимството на метода на водната среда е, че изискванията за оборудване са сравнително 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 етерифика и лошо качество на продукта.

Метод на разтворител; Известен също като метод на органичен разтворител, той е разделен на метод за омесване и метод на суспензия според количеството на реакционния разредител. Основната му характеристика е, че реакциите на алкализация и етерификация се провеждат при условие на органичен разтворител като реакционна среда (разреден) на. Подобно на реакционния процес на метода на водата, методът на разтворителя се състои и от два етапа на алкализация и етерификация, но реакционната среда на тези два етапа е различна. Предимството на метода на разтворителя е, че той пропуска процесите на алкално накисване, натискане, раздробяване и стареене, присъщи на метода на водата, а алкализацията и етериализирането се извършват в колела; Недостатъкът е, че контролируемостта на температурата е сравнително лоша, а изискванията за пространство са сравнително лоши. , по -висока цена.