Som det huvudsakliga bindemedlet för vattenbaserade negativa elektrodmaterial används CMC-produkter i stor utsträckning av inhemska och utländska batteritillverkare. Den optimala mängden bindemedel kan erhålla relativt stor batterikapacitet, lång cykellivslängd och relativt låg inre motstånd.
Bindemedel är ett av de viktiga hjälpfunktionella materialen i litiumjonbatterier. Det är den huvudsakliga källan till de mekaniska egenskaperna för hela elektroden och har en viktig inverkan på produktionsprocessen för elektroden och batteriets elektrokemiska prestanda. Själva bindemedlet har ingen kapacitet och upptar en mycket liten andel i batteriet.
Förutom limegenskaperna hos allmänna bindemedel måste litiumjonbatterielektrodbindematerial också kunna motstå svullnad och korrosion av elektrolyten, samt motstå den elektrokemiska korrosionen under laddning och utsläpp. Det förblir stabilt i arbetsspänningsområdet, så det finns inte många polymermaterial som kan användas som elektrodbindemedel för litiumjonbatterier.
Det finns tre huvudtyper av litiumjonbatteribindemedel som används allmänt för närvarande: polyvinylidenfluorid (PVDF), styren-butadiengummi (SBR) emulsion och karboximetylcellulosa (CMC). Dessutom upptar polyakrylsyra (PAA), vattenbaserade bindemedel med polyakrylonitril (PAN) och polyakrylat som huvudkomponenter också en viss marknad.
Fyra egenskaper hos batterinivå CMC
På grund av den dåliga vattenlösligheten hos syrestrukturen hos karboximetylcellulosa, för att bättre applicera den, är CMC ett mycket använt material i batteriproduktionen.
Som det huvudsakliga bindemedlet för vattenbaserade negativa elektrodmaterial används CMC-produkter i stor utsträckning av inhemska och utländska batteritillverkare. Den optimala mängden bindemedel kan erhålla relativt stor batterikapacitet, lång cykellivslängd och relativt låg inre motstånd.
De fyra egenskaperna hos CMC är:
Först kan CMC göra produkten hydrofil och löslig, helt löslig i vatten, utan fria fibrer och föroreningar.
För det andra är graden av substitution enhetlig och viskositeten är stabil, vilket kan ge stabil viskositet och vidhäftning.
För det tredje producera produkter med hög renhet med låg metalljoninnehåll.
För det fjärde har produkten god kompatibilitet med SBR -latex och andra material.
CMC -natriumkarboximetylcellulosa som används i batteriet har kvalitativt förbättrat sin användningseffekt och ger samtidigt den god användningsprestanda med den nuvarande användningseffekten.
CMC: s roll i batterier
CMC är ett karboximetylerat derivat av cellulosa, som vanligtvis framställs genom att reagera naturlig cellulosa med kaustiska alkali och monoklorättiksyra, och dess molekylvikt sträcker sig från tusentals till miljoner.
CMC är ett vitt till ljusgult pulver, granulärt eller fibröst ämne, som har stark hygroskopicitet och är lätt löslig i vatten. När den är neutral eller alkalisk är lösningen en vätska med hög viskositet. Om den värms upp över 80 ℃ under lång tid kommer viskositeten att minska och den kommer att vara olöslig i vatten. Det blir brunt när det värms upp till 190-205 ° C och kolsyrar när den värms upp till 235-248 ° C.
Because CMC has the functions of thickening, bonding, water retention, emulsification and suspension in aqueous solution, it is widely used in the fields of ceramics, food, cosmetics, printing and dyeing, papermaking, textiles, coatings, adhesives and medicine, high-end ceramics and lithium batteries The field accounts for about 7%, commonly known as “industrial monosodium glutamate”.
Specifikt i batteriet är funktionerna hos CMC: spridning av det negativa elektrodaktiva materialet och ledande medel; förtjockning och anti-sedimentationseffekt på den negativa elektroduppslamningen; hjälpa bindning; stabilisera elektrodens bearbetningsprestanda och hjälpa till att förbättra batterycykelprestanda; Förbättra skalstyrkan på polstycket etc.
CMC -prestanda och urval
Att lägga till CMC när du gör elektrodens uppslamning kan öka uppslamningens viskositet och förhindra att uppslamningen sätter sig. CMC kommer att sönderdelas natriumjoner och anjoner i vattenlösning, och viskositeten hos CMC -lim kommer att minska med ökningen av temperaturen, vilket är lätt att absorbera fukt och har dålig elasticitet.
CMC kan spela en mycket bra roll i spridningen av negativ elektrodgrafit. När mängden CMC ökar kommer dess sönderdelningsprodukter att följa ytan på grafitpartiklar, och grafitpartiklarna kommer att avvisa varandra på grund av elektrostatisk kraft, vilket uppnår en god spridningseffekt.
Den uppenbara nackdelen med CMC är att den är relativt spröd. Om all CMC används som bindemedel kommer den grafitiska elektroden att kollapsa under pressnings- och skärningsprocessen för polstycket, vilket kommer att orsaka allvarlig pulverförlust. Samtidigt påverkas CMC starkt av förhållandet mellan elektrodmaterial och pH -värde, och elektrodarket kan spricka under laddning och urladdning, vilket direkt påverkar batteriets säkerhet.
Ursprungligen var bindemedlet som användes för negativ elektrodrörning PVDF och andra oljebaserade bindemedel, men med tanke på miljöskydd och andra faktorer har det blivit mainstream att använda vattenbaserade bindemedel för negativa elektroder.
Det perfekta bindemedlet finns inte, försök att välja ett bindemedel som uppfyller de fysiska bearbetningen och elektrokemiska kraven. Med utvecklingen av litiumbatteriteknologi, såväl som kostnads- och miljöskyddsproblem, kommer vattenbaserade bindemedel så småningom att ersätta oljebaserade bindemedel.
CMC Två stora tillverkningsprocesser
Enligt olika eterifieringsmedier kan den industriella produktionen av CMC delas upp i två kategorier: vattenbaserad metod och lösningsmedelsbaserad metod. Metoden som använder vatten som reaktionsmedium kallas vattenmedelsmetoden, som används för att producera alkaliskt medium och låg kvalitet CMC. Metoden för att använda organiskt lösningsmedel som reaktionsmedium kallas lösningsmedelsmetoden, som är lämplig för produktion av medelstora och högkvalitativa CMC. Dessa två reaktioner utförs i en knader, som tillhör knådeprocessen och är för närvarande den viktigaste metoden för att producera CMC.
Vattenmedelsmetod: En tidigare industriell produktionsprocess är metoden att reagera alkali-cellulosa och eterifieringsmedel under villkoren för fria alkali och vatten, som används för att förbereda medelstora och lågklassiga CMC-produkter, såsom tvättmedel och textilstorleksmedel väntar. Fördelen med vattenmedelsmetoden är att utrustningskraven är relativt enkel och kostnaden är låg; Nackdelen är att på grund av bristen på en stor mängd flytande medium ökar värmen som genereras av reaktionen temperaturen och påskyndar hastigheten på sidoreaktioner, vilket resulterar i låg eterifieringseffektivitet och dålig produktkvalitet.
Lösningsmedelsmetod; Även känd som organisk lösningsmedelsmetod är den uppdelad i knådningsmetod och uppslamningsmetod enligt mängden reaktionsutspädningsmedel. Dess huvudfunktion är att alkaliserings- och eterifieringsreaktionerna utförs under ett organiskt lösningsmedel som reaktionsmediet (utspädningsmedel) av. Liksom reaktionsprocessen för vattenmetoden består lösningsmedelsmetoden också av två steg av alkalisering och eterifiering, men reaktionsmediet för dessa två steg är annorlunda. Fördelen med lösningsmedelsmetoden är att den utelämnar processerna för alkali -blötläggning, pressning, krossning och åldrande inneboende i vattenmetoden, och alkaliseringen och eterifieringen utförs alla i knader; Nackdelen är att temperaturkontrollen är relativt dålig och rymdkraven är relativt dåliga. , högre kostnad.
Posttid: Feb-14-2025