CMC -sideaineen levitys paristoihin

Vesipohjaisten negatiivisten elektrodimateriaalien pääosana CMC-tuotteita käyttävät laajalti kotimaiset ja vieraat akkujen valmistajat. Sideaineen optimaalinen määrä voi saada suhteellisen suuren akun kapasiteetin, pitkän syklin käyttöikän ja suhteellisen alhaisen sisäisen vastuskyvyn.

Sideaine on yksi tärkeimmistä apufunktionaalisista materiaaleista litium-ioni-akkuissa. Se on koko elektrodin mekaanisten ominaisuuksien päälähde, ja sillä on tärkeä vaikutus elektrodin tuotantoprosessiin ja akun sähkökemialliseen suorituskykyyn. Itse sideaineella ei ole kapasiteettia, ja se vie hyvin pienen osan parinnassa.

Yleisten sideaineiden liimaominaisuuksien lisäksi litium-ioni-akun elektrodien sideaineiden on kyettävä kestämään elektrolyytin turvotus ja korroosio sekä kestämään sähkökemiallinen korroosio varauksen ja purkauksen aikana. Se pysyy stabiilina työjännitealueella, joten ei ole paljon polymeerimateriaaleja, joita voidaan käyttää elektrodisideaineena litium-ioni-akkuihin.

Lithium-ioni-akkujen sideaineita on kolme päätyyppiä, joita käytetään laajasti: polyvinylideenifluoridi (PVDF), styreeni-butadieenikumin (SBR) emulsio ja karboksimetyyliselluloosa (CMC). Lisäksi polyakryylihappo (PAA), vesipohjaiset sideaineet polyakryylinitriilillä (PAN) ja polyakrylaatilla pääkomponentteina myös tietyt markkinat.

Akkutason CMC: n neljä ominaisuutta

Karboksimetyyliselluloosan happarakenteen huonon veden liukoisuuden vuoksi sen levittämiseksi paremmin CMC on erittäin laajalti käytetty materiaali akun tuotannossa.

Vesipohjaisten negatiivisten elektrodimateriaalien pääosana CMC-tuotteita käyttävät laajalti kotimaiset ja vieraat akkujen valmistajat. Sideaineen optimaalinen määrä voi saada suhteellisen suuren akun kapasiteetin, pitkän syklin käyttöikän ja suhteellisen alhaisen sisäisen vastuskyvyn.

CMC: n neljä ominaisuutta ovat:

Ensinnäkin CMC voi tehdä tuotteesta hydrofiilisen ja liukoisen, liukenevan kokonaan veteen ilman vapaita kuituja ja epäpuhtauksia.

Toiseksi korvausaste on tasainen ja viskositeetti on stabiili, mikä voi tarjota vakaan viskositeetin ja tarttuvuuden.

Kolmanneksi, tuota korkeatasoisia tuotteita, joilla on alhainen metalli-ionipitoisuus.

Neljänneksi, tuotteella on hyvä yhteensopivuus SBR -lateksin ja muiden materiaalien kanssa.

Akkuun käytetty CMC -natriumkarboksimetyyliselluloosa on parantanut kvalitatiivisesti sen käyttövaikutustaan, ja samalla se tarjoaa sille hyvää käyttöä, nykyisen käyttövaikutuksen avulla.

CMC: n rooli paristoissa

CMC on selluloosan karboksimetyloitu johdannainen, joka yleensä valmistetaan reagoimalla luonnollinen selluloosa kaustisen alkalin ja monokloorietikkahappoon, ja sen molekyylipaino vaihtelee tuhansista miljooniin.

CMC on valkoinen tai vaaleankeltainen jauhe, rakeinen tai kuitumainen aine, jolla on voimakas hygroskooppisuus ja joka on helposti liukenevaa veteen. Kun se on neutraali tai alkalinen, liuos on korkea viskositeetti neste. Jos sitä lämmitetään yli 80 ℃ pitkään, viskositeetti vähenee ja se on liukenematon veteen. Se muuttuu ruskeaksi, kun se kuumennetaan 190-205 ° C: seen, ja hiilihappaa kuumennettaessa 235-248 ° C.

Koska CMC: llä on sakeutumisen, sitoutumisen, veden säilyttämisen, emulgointi ja jousituksen toiminnot vesiliuoksessa, sitä käytetään laajasti keramiikan, ruoan, kosmetiikan, painatus- ja värjäys-, paperinvalmistus-, tekstiilien, pinnoitteiden, liimojen ja lääketieteen, huippuluokan keramiikan ja litiumparistojen aloissa.

Erityisesti paristossa CMC: n toiminnot ovat: negatiivisen elektrodin aktiivisen materiaalin ja johtavan aineen dispergointi; paksuuntuminen ja anti-sedimmentoinnin vaikutus negatiiviseen elektrodin lietteeseen; Sidontaa; stabiloi elektrodin prosessointi suorituskyky ja auttokykyn suorituskyvyn parantaminen; Paranna napakappaleen kuoren lujuutta jne.

CMC: n suorituskyky ja valinta

CMC: n lisääminen elektrodin lietteen valmistettaessa voi lisätä lietteen viskositeettia ja estää lietteen asettumisen. CMC hajottaa natriumioneja ja anionit vesiliuoksessa, ja CMC -liiman viskositeetti laskee lämpötilan noustessa, mikä on helppo absorboida kosteutta ja jolla on huono joustavuus.

CMC: llä voi olla erittäin hyvä rooli negatiivisen elektrodigrafiitin dispersiossa. Kun CMC: n määrä kasvaa, sen hajotustuotteet tarttuvat grafiittikiukkasten pintaan ja grafiittikiukkaset torjuvat toisiaan sähköstaattisen voiman vuoksi ja saavuttavat hyvän dispersiovaikutuksen.

CMC: n ilmeinen haitta on, että se on suhteellisen hauras. Jos kaikkia CMC: tä käytetään sideaineena, grafiitti -negatiivinen elektrodi romahtaa napakappaleen puristus- ja leikkausprosessin aikana, mikä aiheuttaa vakavan jauhohäviön. Samaan aikaan elektrodimateriaalien suhde ja pH -arvo vaikuttaa suuresti CMC: hen, ja elektrodilevy voi halkeaa latauksen ja purkamisen aikana, mikä vaikuttaa suoraan akun turvallisuuteen.

Aluksi negatiiviseen elektrodien sekoittamiseen käytetty sideaine oli PVDF ja muut öljypohjaiset sideaineet, mutta ottaen huomioon ympäristönsuojelun ja muut tekijät, se on tullut valtavirtaan vesipohjaisten sideaineiden käyttämiseksi negatiivisten elektrodien suhteen.

Täydellistä sideainetta ei ole, yritä valita sideaine, joka täyttää fyysiset käsittely- ja sähkökemialliset vaatimukset. Lithium-akkutekniikan sekä kustannus- ja ympäristönsuojeluongelmien kehittämisen myötä vesipohjaiset sideaineet korvaavat lopulta öljypohjaiset sideaineet.

CMC kaksi suurta valmistusprosessia

Eri eetterifikaatioväliaineiden mukaan CMC: n teollisuustuotanto voidaan jakaa kahteen luokkaan: vesipohjainen menetelmä ja liuotinpohjainen menetelmä. Menetelmää, joka käyttää vettä reaktioväliaineena, kutsutaan vesiväliaineen menetelmäksi, jota käytetään alkalisen väliaineen ja heikkolaatuisen CMC: n tuottamiseen. Menetelmää orgaanisen liuottimen käyttämiseksi reaktioväliaineena kutsutaan liuotinmenetelmäksi, joka soveltuu väliaineen ja korkealaatuisen CMC: n tuotantoon. Nämä kaksi reaktiota suoritetaan vaivaan, joka kuuluu vaivaa ja on tällä hetkellä päämenetelmä CMC: n tuottamiseksi.

Vesiväliaineen menetelmä: Aikaisempi teollisuustuotantoprosessi, menetelmä on reagoida alkaliselluloosa- ja eetterifikaatioaineena vapaan alkalin ja veden olosuhteissa, joita käytetään keskisuurten ja heikkolaatuisten CMC-tuotteiden, kuten pesuaineiden ja tekstiilien kokoagenttien, valmistukseen. Vesiaineen menetelmän etuna on, että laitevaatimukset ovat suhteellisen yksinkertaisia ​​ja kustannukset ovat alhaiset; Haittana on, että suuren määrän nestemäisen väliaineen puuttumisen vuoksi reaktion tuottama lämpö lisää lämpötilaa ja kiihdyttää sivureaktioiden nopeutta, mikä johtaa alhaiseen eterisoitumistehokkuuteen ja huonoon tuotteen laatuun.

Liuotinmenetelmä; Se tunnetaan myös nimellä orgaaninen liuotinmenetelmä, se on jaettu vaivaa -menetelmään ja lietteen menetelmään reaktion laimennusaineen määrän mukaan. Sen pääpiirre on, että alkalisointi- ja eetteriskrointireaktiot suoritetaan orgaanisen liuottimen olosuhteissa reaktioväliaineena (laimennusaineena). Kuten vesimenetelmän reaktioprosessi, liuotinmenetelmä koostuu myös kahdesta alkalisoinnin ja eetterifikaatiovaiheesta, mutta näiden kahden vaiheen reaktioväliaine on erilainen. Liuotinmenetelmän etuna on, että se jättää vesimenetelmään luontaisen alkalin liotus-, puristamisen, murskaamisen ja ikääntymisen prosessit, ja kaikki alkalisointi ja eetterifikaatio suoritetaan kaikki vaivat; Haittana on, että lämpötilan hallittavuus on suhteellisen huono ja avaruusvaatimukset ovat suhteellisen heikko. , korkeammat kustannukset.