Come raccoglitore principale dei materiali elettrodi negativi a base d'acqua, i prodotti CMC sono ampiamente utilizzati dai produttori di batterie nazionali ed estranee. La quantità ottimale di legante può ottenere una capacità della batteria relativamente grande, una lunga durata del ciclo e una resistenza interna relativamente bassa.
Binder è uno dei materiali funzionali ausiliari importanti nelle batterie agli ioni di litio. È la fonte principale delle proprietà meccaniche dell'intero elettrodo e ha un impatto importante sul processo di produzione dell'elettrodo e sulle prestazioni elettrochimiche della batteria. Il legante stesso non ha capacità e occupa una proporzione molto piccola nella batteria.
Oltre alle proprietà adesive dei leganti generali, i materiali di raccoglitore per elettrodi a batteria al litio devono anche essere in grado di resistere al gonfiore e alla corrosione dell'elettrolita, nonché resistere alla corrosione elettrochimica durante la carica e la scarica. Rimane stabile nell'intervallo di tensione di lavoro, quindi non ci sono molti materiali polimerici che possono essere utilizzati come leganti di elettrodi per le batterie agli ioni di litio.
Esistono tre tipi principali di leganti a batteria agli ioni di litio che sono attualmente ampiamente utilizzati: fluoruro di polivinilidene (PVDF), emulsione in gomma-stirene-butadiene (SBR) e carbossimetil cellulosa (CMC). Inoltre, l'acido poliacrilico (PAA), i leganti a base d'acqua con poliacrilonitrile (PAN) e poliacrilato poiché i componenti principali occupano anche un certo mercato.
Quattro caratteristiche di CMC a livello di batteria
A causa della scarsa solubilità idrica della struttura acida del carbossimetil cellulosa, al fine di applicarla meglio, CMC è un materiale molto utilizzato nella produzione di batterie.
Come raccoglitore principale dei materiali elettrodi negativi a base d'acqua, i prodotti CMC sono ampiamente utilizzati dai produttori di batterie nazionali ed estranee. La quantità ottimale di legante può ottenere una capacità della batteria relativamente grande, una lunga durata del ciclo e una resistenza interna relativamente bassa.
Le quattro caratteristiche di CMC sono:
Innanzitutto, CMC può rendere il prodotto idrofilo e solubile, completamente solubile in acqua, senza fibre e impurità libere.
In secondo luogo, il grado di sostituzione è uniforme e la viscosità è stabile, il che può fornire viscosità e adesione stabili.
In terzo luogo, produrre prodotti ad alta purezza con basso contenuto di ioni metallici.
In quarto luogo, il prodotto ha una buona compatibilità con SBR Latex e altri materiali.
Il carbossimetil cellulosa di sodio CMC utilizzato nella batteria ha migliorato qualitativamente il suo effetto d'uso e allo stesso tempo gli fornisce prestazioni di buon uso, con l'effetto di utilizzo corrente.
Il ruolo di CMC nelle batterie
La CMC è un derivato carbossimetilato della cellulosa, che di solito viene preparata reagendo la cellulosa naturale con alcali caustici e acido monocloroacetico, e il suo peso molecolare varia da migliaia a milioni.
La CMC è una polvere da bianco a giallo chiaro, sostanza granulare o fibrosa, che ha una forte igroscopicità ed è facilmente solubile in acqua. Quando è neutro o alcalino, la soluzione è un liquido ad alta viscosità. Se viene riscaldato oltre 80 ℃ per lungo tempo, la viscosità diminuirà e sarà insolubile in acqua. Diventa marrone se riscaldato a 190-205 ° C e carbonizza quando riscaldato a 235-248 ° C.
Poiché la CMC ha le funzioni di ispessimento, legame, ritenzione idrica, emulsificazione e sospensione in soluzione acquosa, è ampiamente utilizzato nei campi di ceramica, cibo, cosmetici, stampa e tintura, carta per la carta, tessuti, rivestimenti, adesivi e medicinali di alto livello.
In particolare nella batteria, le funzioni di CMC sono: dispersione del materiale attivo dell'elettrodo negativo e dell'agente conduttivo; Effetto ispessimento e antiedimentazione sulla sospensione dell'elettrodo negativo; assistere il legame; stabilizzare le prestazioni di elaborazione dell'elettrodo e contribuire a migliorare le prestazioni del ciclo della batteria; Migliorare la forza della buccia del polo, ecc.
Performance e selezione CMC
L'aggiunta di CMC quando si prevede la sospensione dell'elettrodo può aumentare la viscosità della sospensione e evitare che la sospensione della sospensione. La CMC decomporrà gli ioni di sodio e anioni in soluzione acquosa e la viscosità della colla CMC diminuirà con l'aumento della temperatura, che è facile da assorbire l'umidità e ha una scarsa elasticità.
CMC può svolgere un ottimo ruolo nella dispersione della grafite di elettrodi negativa. All'aumentare della quantità di CMC, i suoi prodotti di decomposizione aderranno alla superficie delle particelle di grafite e le particelle di grafite si respingeranno a vicenda a causa della forza elettrostatica, ottenendo un buon effetto di dispersione.
L'ovvio svantaggio di CMC è che è relativamente fragile. Se tutto il CMC viene utilizzato come legante, l'elettrodo negativo della grafite crollerà durante il processo di pressione e taglio del palo, che causerà una grave perdita di polvere. Allo stesso tempo, CMC è fortemente influenzato dal rapporto tra materiali per elettrodi e valore del pH e il foglio degli elettrodi può rompersi durante la ricarica e lo scarico, che influisce direttamente sulla sicurezza della batteria.
Inizialmente, il legante utilizzato per l'agitazione di elettrodi negativi era PVDF e altri leganti a base di olio, ma considerando la protezione ambientale e altri fattori, è diventato mainstream utilizzare leganti a base d'acqua per elettrodi negativi.
Il legante perfetto non esiste, prova a scegliere un raccoglitore che soddisfi i requisiti di elaborazione fisica e elettrochimici. Con lo sviluppo della tecnologia della batteria al litio, nonché problemi di costi e protezione ambientale, i leganti a base d'acqua alla fine sostituiranno i leganti a base di olio.
CMC Due importanti processi di produzione
Secondo diversi mezzi di eterificazione, la produzione industriale di CMC può essere divisa in due categorie: metodo a base d'acqua e metodo basato su solvente. Il metodo che utilizza l'acqua come mezzo di reazione è chiamato metodo del mezzo d'acqua, che viene utilizzato per produrre mezzo alcalino e CMC di basso grado. Il metodo di utilizzo del solvente organico come mezzo di reazione è chiamato metodo solvente, adatto alla produzione di CMC di media e di alto grado. Queste due reazioni vengono eseguite in un stampatore, che appartiene al processo di impasto ed è attualmente il metodo principale per produrre CMC.
Metodo medio idrico: un precedente processo di produzione industriale, il metodo è quello di reagire in cellulosa alcalina e agente di eterificazione nelle condizioni di alcali e acqua liberi, che viene utilizzato per preparare i prodotti CMC di media e di basso grado, come atterrare detergenti e agenti di dimensionamento di tessili. Il vantaggio del metodo medio idrico è che i requisiti dell'attrezzatura sono relativamente semplici e il costo è basso; Lo svantaggio è che a causa della mancanza di una grande quantità di mezzo liquido, il calore generato dalla reazione aumenta la temperatura e accelera la velocità delle reazioni laterali, con conseguente bassa efficienza dell'eterificazione e scarsa qualità del prodotto.
Metodo del solvente; Conosciuto anche come metodo di solvente organico, è diviso in metodo impasto e metodo di liquame in base alla quantità di diluente di reazione. La sua caratteristica principale è che le reazioni di alcalizzazione ed eterificazione sono eseguite a condizione di un solvente organico come mezzo di reazione (diluente) di. Come il processo di reazione del metodo dell'acqua, il metodo del solvente è anche costituito da due fasi di alcalizzazione ed eterificazione, ma il mezzo di reazione di questi due stadi è diverso. Il vantaggio del metodo del solvente è che omette i processi di ammollo, pressione, schiacciamento e invecchiamento di alcali inerenti al metodo dell'acqua e l'alcalizzazione e l'eterificazione sono tutti eseguiti nel stampante; Lo svantaggio è che la controllabilità di temperatura è relativamente scarsa e i requisiti di spazio sono relativamente scarsi. , costi più elevati.
Tempo post: febbraio-14-2025