Som det vigtigste bindemiddel af vandbaserede negative elektrodematerialer bruges CMC-produkter i vid udstrækning af indenlandske og udenlandske batteriproducenter. Den optimale mængde bindemiddel kan opnå relativt stor batterikapacitet, lang cykluslevetid og relativt lav intern modstand.
Binder er et af de vigtige hjælpefunktionelle materialer i lithium-ion-batterier. Det er den vigtigste kilde til de mekaniske egenskaber for hele elektroden og har en vigtig indflydelse på produktionsprocessen for elektroden og den elektrokemiske ydelse af batteriet. Selve bindemidlet har ingen kapacitet og optager en meget lille andel i batteriet.
Ud over de klæbende egenskaber ved generelle bindemidler, skal lithium-ion-batterielektrodematerialer også være i stand til at modstå hævelse og korrosion af elektrolytten samt modstå den elektrokemiske korrosion under ladning og udledning. Det forbliver stabilt i arbejdsspændingsområdet, så der er ikke mange polymermaterialer, der kan bruges som elektrodebindemidler til lithium-ion-batterier.
Der er tre hovedtyper af lithium-ion-batteribindemidler, der er vidt brugt i øjeblikket: polyvinylidenfluorid (PVDF), styren-butadien gummi (SBR) emulsion og carboxymethylcellulose (CMC). Derudover optager polyacrylsyre (PAA), vandbaserede bindemidler med polyacrylonitril (PAN) og polyacrylat som hovedkomponenter også et bestemt marked.
Fire egenskaber ved CMC på batteri-niveau
På grund af den dårlige vandopløselighed af syrestrukturen af carboxymethylcellulose, for at bedre anvende det bedre, er CMC et meget udbredt materiale i batteriproduktion.
Som det vigtigste bindemiddel af vandbaserede negative elektrodematerialer bruges CMC-produkter i vid udstrækning af indenlandske og udenlandske batteriproducenter. Den optimale mængde bindemiddel kan opnå relativt stor batterikapacitet, lang cykluslevetid og relativt lav intern modstand.
De fire egenskaber ved CMC er:
For det første kan CMC gøre produktet hydrofile og opløselige, helt opløselige i vand uden frie fibre og urenheder.
For det andet er substitutionsgraden ensartet, og viskositeten er stabil, hvilket kan give stabil viskositet og vedhæftning.
For det tredje producerer produkter med høj renhed med lavt metalionindhold.
For det fjerde har produktet god kompatibilitet med SBR latex og andre materialer.
CMC -natriumcarboxymethylcellulose, der anvendes i batteriet, har kvalitativt forbedret dens brugseffekt og giver det samtidig med god brug af ydeevne med den aktuelle brugseffekt.
CMC's rolle i batterier
CMC er et carboxymethyleret derivat af cellulose, som normalt fremstilles ved at reagere naturlig cellulose med kaustisk alkali og monochloreddikesyre, og dens molekylvægt spænder fra tusinder til millioner.
CMC er et hvidt til lysegult pulver, granulært eller fibrøst stof, der har stærk hygroskopicitet og er let opløselig i vand. Når det er neutral eller alkalisk, er opløsningen en væske med høj viskositet. Hvis det opvarmes over 80 ℃ i lang tid, vil viskositeten falde, og det vil være uopløseligt i vand. Det bliver brunt, når det opvarmes til 190-205 ° C, og kulsyre opvarmes til 235-248 ° C.
Fordi CMC har funktionerne af fortykning, binding, vandopbevaring, emulgering og suspension i vandig opløsning, bruges det i vid udstrækning inden for keramik, mad, kosmetik, trykning og farvning, papirfremstilling, tekstiler, belægninger, klæbemidler og medicin, high-ild ceramics og lithium batterier feltkonti for omkring 7%, der er almindelige monoser.
Specifikt i batteriet er CMC's funktioner: spredning af det negative elektrode aktive materiale og ledende middel; Tykkning og antisedimentationseffekt på den negative elektrodeopslæmning; hjælp til limning; Stabilisering af elektrodens behandlingsydelse og hjælper med at forbedre batteriets cyklusydelse; Forbedre stempelstykkets skrælstyrke osv.
CMC Performance and Selection
Tilføjelse af CMC, når du fremstiller elektrode -gyllen, kan øge viskositeten af opslæmningen og forhindre opslæmning i at sætte sig ned. CMC nedbrydes natriumioner og anioner i vandig opløsning, og viskositeten af CMC -lim vil falde med stigningen i temperaturen, hvilket er let at absorbere fugt og har dårlig elasticitet.
CMC kan spille en meget god rolle i spredningen af negativ elektrodegrafit. Når mængden af CMC øges, vil dens nedbrydningsprodukter klæbe til overfladen af grafitpartikler, og grafitpartiklerne vil afvise hinanden på grund af elektrostatisk kraft og opnå en god spredningseffekt.
Den åbenlyse ulempe ved CMC er, at det er relativt sprødt. Hvis alt CMC bruges som bindemidlet, vil grafit -negativ elektrode kollapse under tryk- og skæreprocessen for polstykket, hvilket vil forårsage alvorligt pulvertab. På samme tid påvirkes CMC stærkt af forholdet mellem elektrodematerialer og pH -værdi, og elektrodearket kan revne under opladning og afladning, hvilket direkte påvirker batteriets sikkerhed.
Oprindeligt var det bindemiddel, der blev anvendt til negativ elektrode-omrøring, PVDF og andre oliebaserede bindemidler, men i betragtning af miljøbeskyttelse og andre faktorer er det blevet mainstream at bruge vandbaserede bindemidler til negative elektroder.
Det perfekte bindemiddel findes ikke, prøv at vælge et bindemiddel, der opfylder de fysiske behandlings- og elektrokemiske krav. Med udviklingen af lithiumbatteriteknologi såvel som omkostninger og miljøbeskyttelsesproblemer vil vandbaserede bindemidler til sidst erstatte oliebaserede bindemidler.
CMC To store fremstillingsprocesser
I henhold til forskellige æterificeringsmedier kan den industrielle produktion af CMC opdeles i to kategorier: vandbaseret metode og opløsningsmiddelbaseret metode. Metoden ved anvendelse af vand som reaktionsmedium kaldes vandmediummetoden, der bruges til at producere alkalisk medium og lav kvalitet CMC. Metoden til anvendelse af organisk opløsningsmiddel som reaktionsmediet kaldes opløsningsmidlets metode, som er velegnet til produktion af medium og høj kvalitet CMC. Disse to reaktioner udføres i en knæer, der hører til æltprocessen og er i øjeblikket den vigtigste metode til produktion af CMC.
Vandmediummetode: En tidligere industriel produktionsproces, metoden er at reagere alkali-cellulose- og æterificeringsmiddel under betingelserne for fri alkali og vand, som bruges til at fremstille medium og lav kvalitet CMC-produkter, såsom vaskemidler og tekstilstørrelsesmidler venter. Fordelen ved vandmediummetoden er, at udstyrets krav er relativt enkle, og omkostningerne er lave; Ulempen er, at på grund af manglen på en stor mængde flydende medium øger den varme, der genereres af reaktionen, temperaturen og fremskynder hastigheden på bivirkninger, hvilket resulterer i lav æterificeringseffektivitet og dårlig produktkvalitet.
Opløsningsmiddelmetode; Også kendt som organisk opløsningsmiddelmetode er det opdelt i æltemetode og opslæmningsmetode i henhold til mængden af reaktionsforventningsmiddel. Dets vigtigste træk er, at alkaliserings- og æterificeringsreaktioner udføres under betingelse af et organisk opløsningsmiddel som reaktionsmediet (fortyndingsmiddel) af. Ligesom reaktionsprocessen for vandmetoden består opløsningsmidlets metode også af to stadier af alkalisering og æterificering, men reaktionsmediet i disse to trin er anderledes. Fordelen ved opløsningsmiddelmetoden er, at det udelader processerne med alkali -blødgøring, presning, knusning og aldrende iboende i vandmetoden, og alkaliseringen og æterificeringen udføres alle i ælteren; Ulempen er, at temperaturstyrbarheden er relativt dårlig, og rumbehovene er relativt dårlige. , højere omkostninger.
Posttid: Feb-14-2025