Su bazlı negatif elektrot malzemelerinin ana bağlayıcısı olarak, CMC ürünleri yerli ve yabancı pil üreticileri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Optimal bağlayıcı miktarı nispeten büyük pil kapasitesi, uzun döngü ömrü ve nispeten düşük iç direnç elde edebilir.
Bağlayıcı, lityum iyon pillerdeki önemli yardımcı fonksiyonel malzemelerden biridir. Tüm elektrotun mekanik özelliklerinin ana kaynağıdır ve elektrotun üretim süreci ve pilin elektrokimyasal performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bağlayıcının kendisinin kapasitesi yoktur ve pilde çok küçük bir oran kaplar.
Genel bağlayıcıların yapışkan özelliklerine ek olarak, lityum-iyon pil elektrot bağlayıcı malzemelerin de elektrolitin şişmesine ve korozyonuna dayanabilmesi ve ayrıca şarj ve deşarj sırasında elektrokimyasal korozyona dayanabilmesi gerekir. Çalışma voltajı aralığında stabil kalır, bu nedenle lityum iyon piller için elektrot bağlayıcıları olarak kullanılabilecek çok sayıda polimer malzemesi yoktur.
Şu anda yaygın olarak kullanılan üç ana lityum iyon pil bağlayıcısı vardır: poliviniliden florür (PVDF), stiren-butadien kauçuk (SBR) emülsiyon ve karboksimetil selüloz (CMC). Ek olarak, poliakrilik asit (PAA), ana bileşenler olarak poliakrilonitril (PAN) ve poliakrilatlı su bazlı bağlayıcılar da belirli bir pazarı işgal eder.
Pil düzeyinde CMC'nin dört özelliği
Karboksimetil selülozun asit yapısının zayıf suda çözünürlüğü nedeniyle, daha iyi uygulamak için CMC, pil üretiminde çok yaygın olarak kullanılan bir malzemedir.
Su bazlı negatif elektrot malzemelerinin ana bağlayıcısı olarak, CMC ürünleri yerli ve yabancı pil üreticileri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Optimal bağlayıcı miktarı nispeten büyük pil kapasitesi, uzun döngü ömrü ve nispeten düşük iç direnç elde edebilir.
CMC'nin dört özelliği şunlardır:
İlk olarak, CMC ürünü serbest lifler ve safsızlıklar olmadan suda tamamen çözünür, hidrofilik ve çözünür hale getirebilir.
İkincisi, ikame derecesi eşittir ve viskozite stabildir, bu da stabil viskozite ve yapışma sağlayabilir.
Üçüncüsü, düşük metal iyon içeriğine sahip yüksek saflıklı ürünler üretin.
Dördüncüsü, ürün SBR lateks ve diğer malzemelerle iyi uyumluluğa sahiptir.
Pilde kullanılan CMC sodyum karboksimetil selüloz, kullanım etkisini niteliksel olarak geliştirmiştir ve aynı zamanda mevcut kullanım etkisi ile iyi kullanım performansı sağlar.
Pillerde CMC'nin rolü
CMC, genellikle doğal selülozun kostik alkali ve monokloroasetik asit ile reaksiyona sokulmasıyla hazırlanan bir karboksimetillenmiş selüloz türevidir ve moleküler ağırlığı binlerce ila milyonlarca değişir.
CMC, güçlü higroskopikliğe sahip ve suda kolayca çözünür olan beyaz ila açık sarı toz, granüler veya lifli bir maddedir. Nötr veya alkalin olduğunda, çözelti yüksek viskoziteli bir sıvıdır. Uzun süre 80 ℃ üzerinde ısıtılırsa, viskozite azalır ve suda çözünmez olur. 190-205 ° C'ye ısıtıldığında kahverengiye döner ve 235-248 ° C'ye ısıtıldığında karbonize olur.
CMC, sulu çözeltide kalınlaşma, bağlanma, su tutma, emülsifikasyon ve süspansiyon işlevlerine sahip olduğundan, seramik, gıda, kozmetik, baskı ve boyama, kağıt yapımı, kağıt yapımı, tekstil, kaplamalar, yapıştırıcılar, yüksek uç seramikler ve lityum piller, yaklaşık%7, yaygın olarak bilinir ”için yaygın olarak kullanılır.
Özellikle pilde, CMC'nin fonksiyonları: negatif elektrot aktif malzemesinin ve iletken ajanın dağıtılması; negatif elektrot bulamaç üzerindeki kalınlaşma ve anti-seslendirme etkisi; bağlamaya yardımcı olmak; elektrotun işleme performansının stabilize edilmesi ve pil döngüsü performansının iyileştirilmesine yardımcı olmak; Kutup parçasının kabuk gücünü geliştirin vb.
CMC performansı ve seçim
Elektrot bulamaç yaparken CMC eklenmesi, bulamaç viskozitesini artırabilir ve bulamanın yerleşmesini önleyebilir. CMC, sulu çözeltide sodyum iyonları ve anyonları ayrıştıracak ve CMC tutkalının viskozitesi, nemi emmesi kolay ve zayıf esnekliğe sahip olan sıcaklık artışı ile azalacaktır.
CMC, negatif elektrot grafit dağılımında çok iyi bir rol oynayabilir. CMC miktarı arttıkça, ayrışma ürünleri grafit parçacıklarının yüzeyine yapışacaktır ve grafit parçacıkları elektrostatik kuvvet nedeniyle birbirlerini iterek iyi bir dağılım etkisi sağlayacaktır.
CMC'nin bariz dezavantajı, nispeten kırılgan olmasıdır. Tüm CMC bağlayıcı olarak kullanılırsa, grafit negatif elektrot, kutup parçasının presleme ve kesme işlemi sırasında çöker, bu da ciddi toz kaybına neden olur. Aynı zamanda, CMC elektrot malzemelerinin ve pH değerinin oranından büyük ölçüde etkilenir ve elektrot tabakası, pilin güvenliğini doğrudan etkileyen şarj ve deşarj sırasında çatlayabilir.
Başlangıçta, negatif elektrot karıştırma için kullanılan bağlayıcı PVDF ve diğer yağ bazlı bağlayıcılardı, ancak çevre koruması ve diğer faktörler göz önüne alındığında, negatif elektrotlar için su bazlı bağlayıcılar kullanmak ana akım haline geldi.
Mükemmel bağlayıcı mevcut değil, fiziksel işleme ve elektrokimyasal gereksinimleri karşılayan bir bağlayıcı seçmeye çalışın. Lityum pil teknolojisinin geliştirilmesi ile maliyet ve çevre koruma sorunları ile su bazlı bağlayıcılar sonunda yağ bazlı bağlayıcıların yerini alacaktır.
CMC İki ana üretim süreci
Farklı eterleştirme ortamına göre, CMC'nin endüstriyel üretimi iki kategoriye ayrılabilir: su tabanlı yöntem ve solvent tabanlı yöntem. Reaksiyon ortamı olarak su kullanan yöntem, alkalin ortamı ve düşük dereceli CMC üretmek için kullanılan su aracı yöntemi olarak adlandırılır. Organik çözücüyü reaksiyon ortamı olarak kullanma yöntemi, orta ve yüksek dereceli CMC üretimi için uygun olan çözücü yöntemi olarak adlandırılır. Bu iki reaksiyon, yoğurma işlemine ait olan ve şu anda CMC üretmek için ana yöntem olan bir yoğurucuda gerçekleştirilir.
Su Ortamı Yöntemi: Daha önceki bir endüstriyel üretim süreci olan yöntem, deterjanlar ve tekstil boyutlandırma maddeleri gibi orta ve düşük dereceli CMC ürünleri hazırlamak için kullanılan serbest alkali ve su koşullarında alkali selüloz ve eterleştirme ajanını reaksiyona sokmaktır. Su aracı yönteminin avantajı, ekipman gereksinimlerinin nispeten basit olması ve maliyetin düşük olmasıdır; Dezavantajı, büyük miktarda sıvı ortamının olmaması nedeniyle, reaksiyon tarafından üretilen ısının sıcaklığı arttırması ve yan reaksiyonların hızını hızlandırması, düşük eterleştirme verimliliği ve zayıf ürün kalitesi ile sonuçlanmasıdır.
Çözücü yöntemi; Organik çözücü yöntemi olarak da bilinen, reaksiyon seyreltici miktarına göre yoğurma yöntemine ve bulamaç yöntemine ayrılır. Ana özelliği, alkalizasyon ve eterleştirme reaksiyonlarının, reaksiyon ortamı (seyreltici) olarak organik bir çözücü durumu altında gerçekleştirilmesidir. Su yönteminin reaksiyon işlemi gibi, çözücü yöntemi de iki alkalizasyon ve eterleştirme aşamasından oluşur, ancak bu iki aşamanın reaksiyon ortamı farklıdır. Solvent yönteminin avantajı, alkali ıslatma, presleme, ezme ve su yönteminin doğasında var olan yaşlanma süreçlerini atlaması ve alkalizasyon ve eterleştirmenin hepsinin yoğurma içinde gerçekleştirilmesidir; Dezavantajı, sıcaklık kontrol edilebilirliğinin nispeten zayıf olması ve alan gereksinimlerinin nispeten zayıf olmasıdır. , daha yüksek maliyet.
Zaman Post: Şubat-14-2025