Application ng CMC binder sa mga baterya

Bilang pangunahing binder ng mga negatibong materyales na batay sa tubig, ang mga produktong CMC ay malawakang ginagamit ng mga tagagawa ng domestic at dayuhang baterya. Ang pinakamainam na halaga ng binder ay maaaring makakuha ng medyo malaking kapasidad ng baterya, mahabang buhay ng ikot at medyo mababang panloob na pagtutol.

Ang Binder ay isa sa mga mahahalagang pandiwang pantulong na materyales sa mga baterya ng lithium-ion. Ito ang pangunahing mapagkukunan ng mga mekanikal na katangian ng buong elektrod at may mahalagang epekto sa proseso ng paggawa ng elektrod at ang electrochemical na pagganap ng baterya. Ang binder mismo ay walang kapasidad at sumasakop sa isang napakaliit na proporsyon sa baterya.

Bilang karagdagan sa mga malagkit na katangian ng mga pangkalahatang nagbubuklod, ang mga materyales na electrode ng baterya ng lithium-ion ay kailangan ding makatiis sa pamamaga at kaagnasan ng electrolyte, pati na rin makatiis sa electrochemical corrosion sa panahon ng singil at paglabas. Ito ay nananatiling matatag sa saklaw ng boltahe ng nagtatrabaho, kaya walang maraming mga materyales na polimer na maaaring magamit bilang mga nagbubuklod ng elektrod para sa mga baterya ng lithium-ion.

Mayroong tatlong pangunahing uri ng mga binder ng baterya ng lithium-ion na malawakang ginagamit sa kasalukuyan: polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene-butadiene goma (SBR) emulsion at carboxymethyl cellulose (CMC). Bilang karagdagan, ang polyacrylic acid (PAA), ang mga nagbubuklod na batay sa tubig na may polyacrylonitrile (PAN) at polyacrylate bilang pangunahing sangkap ay sumasakop din sa isang tiyak na merkado.

Apat na katangian ng antas ng baterya na CMC

Dahil sa mahinang solubility ng tubig ng istraktura ng acid ng carboxymethyl cellulose, upang mas mahusay na mailapat ito, ang CMC ay isang malawak na ginagamit na materyal sa paggawa ng baterya.

Bilang pangunahing binder ng mga negatibong materyales na batay sa tubig, ang mga produktong CMC ay malawakang ginagamit ng mga tagagawa ng domestic at dayuhang baterya. Ang pinakamainam na halaga ng binder ay maaaring makakuha ng medyo malaking kapasidad ng baterya, mahabang buhay ng ikot at medyo mababang panloob na pagtutol.

Ang apat na katangian ng CMC ay:

Una, ang CMC ay maaaring gumawa ng produktong hydrophilic at natutunaw, ganap na natutunaw sa tubig, nang walang libreng mga hibla at impurities.

Pangalawa, ang antas ng pagpapalit ay pantay at ang lagkit ay matatag, na maaaring magbigay ng matatag na lagkit at pagdirikit.

Pangatlo, gumawa ng mga produktong may mataas na kadalisayan na may mababang nilalaman ng metal ion.

Pang -apat, ang produkto ay may mahusay na pagiging tugma sa SBR latex at iba pang mga materyales.

Ang CMC sodium carboxymethyl cellulose na ginamit sa baterya ay husay na napabuti ang epekto nito, at sa parehong oras ay nagbibigay ito ng mahusay na pagganap ng paggamit, na may kasalukuyang epekto ng paggamit.

Ang papel ng CMC sa mga baterya

Ang CMC ay isang carboxymethylated derivative ng cellulose, na karaniwang inihanda sa pamamagitan ng pagtugon sa natural na cellulose na may caustic alkali at monochloroacetic acid, at ang molekular na timbang nito ay mula sa libu -libong hanggang milyon.

Ang CMC ay isang puti sa light dilaw na pulbos, butil o fibrous na sangkap, na may malakas na hygroscopicity at madaling matunaw sa tubig. Kapag ito ay neutral o alkalina, ang solusyon ay isang mataas na lagkit na likido. Kung ito ay pinainit sa itaas ng 80 ℃ sa loob ng mahabang panahon, bababa ang lagkit at hindi ito malulutas sa tubig. Ito ay nagiging kayumanggi kapag pinainit sa 190-205 ° C, at carbonize kapag pinainit sa 235-248 ° C.

Dahil ang CMC ay may mga pag-andar ng pampalapot, bonding, pagpapanatili ng tubig, emulsification at suspensyon sa may tubig na solusyon, malawak itong ginagamit sa mga patlang ng keramika, pagkain, kosmetiko, pag-print at pangulay, paggawa ng papel, tela, coatings, adhesives at gamot, high-end ceramics at lithium na baterya ang mga patlang na account para sa mga 7%, na karaniwang kilala bilang "Industrial Monosodium glutamate".

Partikular sa baterya, ang mga pag -andar ng CMC ay: pagpapakalat ng negatibong elektrod na aktibong materyal at ahente ng conductive; pampalapot at anti-sedimentation effect sa negatibong electrode slurry; pagtulong sa bonding; nagpapatatag ng pagganap ng pagproseso ng elektrod at tumutulong upang mapagbuti ang pagganap ng cycle ng baterya; Pagbutihin ang lakas ng alisan ng balat ng piraso ng poste, atbp.

Pagganap at pagpili ng CMC

Ang pagdaragdag ng CMC kapag gumagawa ng slurry ng elektrod ay maaaring dagdagan ang lagkit ng slurry at maiwasan ang pag -aayos ng slurry. Ang CMC ay mabulok ang mga ion ng sodium at anion sa may tubig na solusyon, at ang lagkit ng pandikit ng CMC ay bababa sa pagtaas ng temperatura, na madaling sumipsip ng kahalumigmigan at may mahinang pagkalastiko.

Ang CMC ay maaaring maglaro ng isang napakahusay na papel sa pagpapakalat ng negatibong grapayt ng elektrod. Habang tumataas ang halaga ng CMC, ang mga produktong agnas nito ay sumunod sa ibabaw ng mga partikulo ng grapayt, at ang mga partikulo ng grapayt ay magtataboy sa bawat isa dahil sa lakas ng electrostatic, pagkamit ng isang mahusay na epekto ng pagpapakalat.

Ang malinaw na kawalan ng CMC ay medyo malutong. Kung ang lahat ng CMC ay ginagamit bilang binder, ang grapayt na negatibong elektrod ay babagsak sa panahon ng pagpindot at pagputol ng proseso ng piraso ng poste, na magiging sanhi ng malubhang pagkawala ng pulbos. Kasabay nito, ang CMC ay lubos na apektado ng ratio ng mga materyales sa elektrod at halaga ng pH, at ang elektrod sheet ay maaaring mag -crack sa panahon ng singilin at paglabas, na direktang nakakaapekto sa kaligtasan ng baterya.

Sa una, ang binder na ginamit para sa negatibong pagpukaw ng elektrod ay PVDF at iba pang mga nagbubuklod na batay sa langis, ngunit isinasaalang-alang ang proteksyon sa kapaligiran at iba pang mga kadahilanan, naging pangunahing gumamit ng mga nagbubuklod na batay sa tubig para sa mga negatibong electrodes.

Ang perpektong binder ay hindi umiiral, subukang pumili ng isang binder na nakakatugon sa pisikal na pagproseso at mga kinakailangan sa electrochemical. Sa pag-unlad ng teknolohiya ng baterya ng lithium, pati na rin ang mga isyu sa gastos at proteksyon sa kapaligiran, ang mga nagbubuklod na batay sa tubig ay sa kalaunan ay papalitan ang mga nagbubuklod na batay sa langis.

CMC Dalawang pangunahing proseso ng pagmamanupaktura

Ayon sa iba't ibang eterification media, ang pang-industriya na paggawa ng CMC ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: pamamaraan na batay sa tubig at pamamaraan na batay sa solvent. Ang pamamaraan gamit ang tubig bilang ang medium ng reaksyon ay tinatawag na paraan ng daluyan ng tubig, na ginagamit upang makabuo ng alkalina medium at mababang-grade na CMC. Ang pamamaraan ng paggamit ng organikong solvent bilang reaksyon medium ay tinatawag na pamamaraan ng solvent, na angkop para sa paggawa ng daluyan at high-grade CMC. Ang dalawang reaksyon na ito ay isinasagawa sa isang kneader, na kabilang sa proseso ng pagmamasa at kasalukuyang pangunahing pamamaraan para sa paggawa ng CMC.

Pamamaraan ng Water Medium: Isang mas maagang proseso ng paggawa ng industriya, ang pamamaraan ay upang umepekto ng alkali cellulose at ahente ng eterification sa ilalim ng mga kondisyon ng libreng alkali at tubig, na ginagamit upang maghanda ng daluyan at mababang-grade na mga produktong CMC, tulad ng mga detergents at mga ahente ng sizing na naghihintay. Ang bentahe ng pamamaraan ng daluyan ng tubig ay ang mga kinakailangan sa kagamitan ay medyo simple at mababa ang gastos; Ang kawalan ay dahil sa kakulangan ng isang malaking halaga ng likidong daluyan, ang init na nabuo ng reaksyon ay nagdaragdag ng temperatura at pinabilis ang bilis ng mga reaksyon sa gilid, na nagreresulta sa mababang kahusayan ng eterification at hindi magandang kalidad ng produkto.

Paraan ng Solvent; Kilala rin bilang Organic Solvent Paraan, nahahati ito sa pamamaraan ng Kneading at Slurry na pamamaraan ayon sa dami ng reaksyon na diluent. Ang pangunahing tampok nito ay ang mga reaksyon ng alkalization at eterification ay isinasagawa sa ilalim ng kondisyon ng isang organikong solvent bilang reaksyon medium (diluent) ng. Tulad ng proseso ng reaksyon ng pamamaraan ng tubig, ang pamamaraan ng solvent ay binubuo rin ng dalawang yugto ng alkalization at eterification, ngunit ang reaksyon medium ng dalawang yugto na ito ay naiiba. Ang bentahe ng pamamaraan ng solvent ay tinanggal nito ang mga proseso ng alkali na magbabad, pagpindot, pagdurog, at pag -iipon na likas sa pamamaraan ng tubig, at ang alkalization at eterification ay lahat ay isinasagawa sa kneader; Ang kawalan ay na ang pagkontrol sa temperatura ay medyo mahirap, at ang mga kinakailangan sa espasyo ay medyo mahirap. , mas mataas na gastos.