به عنوان مهم اصلی مواد الکترود منفی مبتنی بر آب ، محصولات CMC به طور گسترده توسط تولید کنندگان باتری داخلی و خارجی مورد استفاده قرار می گیرند. مقدار بهینه چسبنده می تواند ظرفیت باتری نسبتاً زیادی ، عمر چرخه طولانی و مقاومت داخلی نسبتاً کم داشته باشد.
Binder یکی از مواد مهم عملکردی کمکی در باتری های لیتیوم یون است. این منبع اصلی خصوصیات مکانیکی کل الکترود است و تأثیر مهمی در فرآیند تولید الکترود و عملکرد الکتروشیمیایی باتری دارد. خود این چسب هیچ ظرفیتی ندارد و بخش بسیار کمی در باتری را اشغال می کند.
علاوه بر خصوصیات چسبنده اتصال دهنده های عمومی ، مواد اتصال دهنده الکترود باتری لیتیوم یون نیز باید بتوانند در برابر تورم و خوردگی الکترولیت مقاومت کنند و همچنین در برابر خوردگی الکتروشیمیایی در حین بار و تخلیه مقاومت کنند. در محدوده ولتاژ کار پایدار است ، بنابراین مواد پلیمری زیادی وجود ندارند که می توانند به عنوان اتصال دهنده الکترود برای باتری های لیتیوم یون استفاده شوند.
سه نوع اصلی اتصال باتری لیتیوم یون وجود دارد که در حال حاضر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند: پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) ، امولسیون لاستیک استایرن-بوتادین (SBR) و سلولز کربوکسی متیل (CMC). علاوه بر این ، اسید پلی آکریلیک (PAA) ، اتصال دهنده های مبتنی بر آب با پلی آکریلونیتریل (PAN) و پلی آکریلات به عنوان اجزای اصلی نیز بازار خاصی را اشغال می کنند.
چهار ویژگی CMC در سطح باتری
با توجه به حلالیت ضعیف آب ساختار اسید کربوکسی متیل سلولز ، به منظور استفاده بهتر از آن ، CMC ماده ای بسیار پرکاربرد در تولید باتری است.
به عنوان مهم اصلی مواد الکترود منفی مبتنی بر آب ، محصولات CMC به طور گسترده توسط تولید کنندگان باتری داخلی و خارجی مورد استفاده قرار می گیرند. مقدار بهینه چسبنده می تواند ظرفیت باتری نسبتاً زیادی ، عمر چرخه طولانی و مقاومت داخلی نسبتاً کم داشته باشد.
چهار ویژگی CMC عبارتند از:
اول ، CMC می تواند محصول آبگریز و محلول ، کاملاً محلول در آب ، بدون الیاف و ناخالصی ها را ایجاد کند.
دوم ، درجه تعویض یکنواخت است و ویسکوزیته پایدار است که می تواند ویسکوزیته و چسبندگی پایدار را فراهم کند.
سوم ، محصولات با خلوص بالا با محتوای یون فلزی کم تولید کنید.
چهارم ، این محصول سازگاری خوبی با SBR LATEX و سایر مواد دارد.
CMC سدیم کربوکسی متیل سلولز مورد استفاده در باتری ، از نظر کیفی اثر استفاده از آن را بهبود بخشیده است و در عین حال عملکرد استفاده خوبی را با اثر استفاده فعلی ارائه می دهد.
نقش CMC در باتری ها
CMC یک مشتق کربوکسی متیله شده سلولز است که معمولاً با واکنش سلولز طبیعی با قلیایی سوزاننده و اسید مونوکلرواستیک تهیه می شود و وزن مولکولی آن از هزاران تا میلیون ها نفر است.
CMC یک ماده پودر زرد و زرد روشن ، ماده دانه ای یا فیبری است که دارای رطوبت قوی است و به راحتی در آب محلول است. هنگامی که خنثی یا قلیایی است ، محلول یک مایع با ویسکوزیته بالا است. اگر برای مدت طولانی بیش از 80 گرم شود ، ویسکوزیته کاهش می یابد و در آب نامحلول خواهد بود. هنگام گرم شدن به دمای 190-205 درجه سانتیگراد قهوه ای می شود و هنگام گرم شدن تا 235-248 درجه سانتیگراد کربن می شود.
از آنجا که CMC دارای عملکرد ضخیم ، پیوند ، احتباس آب ، امولسیون و تعلیق در محلول آبی است ، از آن به طور گسترده ای در زمینه های سرامیک ، مواد غذایی ، لوازم آرایشی ، چاپ و رنگ آمیزی ، پاپرم سازی ، منسوجات ، پوشش ، پوشش ، چسب و دارو ، سرور و لیتیوم بالا و لیتیوم استفاده می شود.
به طور خاص در باتری ، توابع CMC عبارتند از: پراکندگی مواد فعال الکترود منفی و عامل رسانا. ضخیم شدن و اثر ضد سد سازی بر دوغاب الکترود منفی. کمک به پیوند ؛ تثبیت عملکرد پردازش الکترود و کمک به بهبود عملکرد چرخه باتری. قدرت لایه برداری قطعه قطب و غیره را بهبود بخشید
عملکرد و انتخاب CMC
اضافه کردن CMC هنگام ساخت دوغاب الکترود می تواند ویسکوزیته دوغاب را افزایش داده و از حل و فصل دوغاب جلوگیری کند. CMC یونهای سدیم و آنیونهای موجود در محلول آبی را تجزیه می کند و ویسکوزیته چسب CMC با افزایش دما کاهش می یابد ، که به راحتی رطوبت را جذب می کند و خاصیت ارتجاعی ضعیفی دارد.
CMC می تواند نقش بسیار خوبی در پراکندگی گرافیت الکترود منفی داشته باشد. با افزایش مقدار CMC ، محصولات تجزیه آن به سطح ذرات گرافیتی پایبند خواهند بود و ذرات گرافیتی به دلیل نیروی الکترواستاتیک ، یکدیگر را دفع می کنند و به یک اثر پراکندگی خوب می رسند.
نقطه ضعف آشکار CMC این است که نسبتاً شکننده است. اگر از تمام CMC به عنوان چسب استفاده شود ، الکترود منفی گرافیت در طی فرآیند فشار و برش قطعه قطب فرو می رود ، که باعث از بین رفتن جدی پودر می شود. در عین حال ، CMC تا حد زیادی تحت تأثیر نسبت مواد الکترود و مقدار pH قرار دارد و ممکن است ورق الکترود در هنگام شارژ و تخلیه شکسته شود ، که مستقیماً بر ایمنی باتری تأثیر می گذارد.
در ابتدا ، چسب مورد استفاده برای هم زدن الکترود منفی PVDF و سایر اتصال دهنده های مبتنی بر روغن بود ، اما با توجه به حفاظت از محیط زیست و سایر عوامل ، استفاده از اتصال دهنده های مبتنی بر آب برای الکترودهای منفی به جریان اصلی تبدیل شده است.
چسب کامل وجود ندارد ، سعی کنید یک اتصال دهنده را انتخاب کنید که با پردازش فیزیکی و الزامات الکتروشیمیایی مطابقت داشته باشد. با توسعه فناوری باتری لیتیوم و همچنین مشکلات مربوط به هزینه و حفاظت از محیط زیست ، در نهایت اتصال دهنده های مبتنی بر آب جایگزین اتصال دهنده های مبتنی بر روغن می شوند.
CMC دو فرآیند تولید عمده
با توجه به رسانه های مختلف اتریکاسیون ، تولید صنعتی CMC را می توان به دو دسته تقسیم کرد: روش مبتنی بر آب و روش مبتنی بر حلال. روش با استفاده از آب به عنوان محیط واکنش به روش آب محیط گفته می شود ، که برای تولید CMC محیط قلیایی و درجه پایین استفاده می شود. روش استفاده از حلال آلی به عنوان محیط واکنش ، روش حلال نامیده می شود ، که برای تولید CMC با درجه متوسط و بالا مناسب است. این دو واکنش در یک خمیر ، که متعلق به فرآیند ورز دادن است انجام می شود و در حال حاضر روش اصلی تولید CMC است.
روش متوسط آب: یک فرآیند تولید صنعتی قبلی ، روش واکنش به سلولز و اتریکاسیون قلیایی و تحت شرایط قلیایی و آب رایگان است که برای تهیه محصولات CMC متوسط و کم مانند مواد شوینده و مواد مخدر در انتظار است. مزیت روش متوسط آب این است که نیازهای تجهیزات نسبتاً ساده است و هزینه آن کم است. نقطه ضعف این است که به دلیل کمبود مقدار زیادی از محیط مایع ، گرمای ناشی از واکنش باعث افزایش دما و سرعت بخشیدن به سرعت واکنشهای جانبی می شود و در نتیجه باعث بهره وری کم اتریشن و کیفیت ضعیف محصول می شود.
روش حلال ؛ همچنین به عنوان روش حلال آلی شناخته می شود ، با توجه به میزان رقیق کننده واکنش به روش خمیر و روش دوغاب تقسیم می شود. ویژگی اصلی آن این است که واکنش های قلیایی و اتریکاسیون تحت شرایط یک حلال آلی به عنوان محیط واکنش (رقیق کننده) از آن انجام می شود. مانند فرآیند واکنش روش آب ، روش حلال همچنین از دو مرحله قلیایی و اتریشن تشکیل شده است ، اما محیط واکنش این دو مرحله متفاوت است. مزیت روش حلال این است که فرآیندهای خیساندن قلیایی ، فشار دادن ، خرد کردن و پیری ذاتی در روش آب را حذف می کند ، و قلیایی و اتریشن همه در خمیر انجام می شود. نقطه ضعف این است که کنترل دما نسبتاً ضعیف است و نیازهای فضا نسبتاً ضعیف است. ، هزینه بالاتر
زمان پست: فوریه 22-2025