Com a principal aglutinant dels materials d’elèctrodes negatius basats en l’aigua, els productes CMC són àmpliament utilitzats pels fabricants de bateries nacionals i estrangeres. La quantitat òptima d’enllaç pot obtenir una capacitat de bateria relativament gran, una vida de cicle llarga i una resistència interna relativament baixa.
L’enllaç és un dels materials funcionals auxiliars importants en les bateries d’ions de liti. És la principal font de les propietats mecàniques de tot l’elèctrode i té un impacte important en el procés de producció de l’elèctrode i el rendiment electroquímic de la bateria. L’enllaç en si no té capacitat i ocupa una proporció molt petita a la bateria.
A més de les propietats adhesives dels aglutinants generals, els materials d’enllaç d’elèctrodes d’ions de liti també han de ser capaços de suportar la inflor i la corrosió de l’electròlit, així com resistir la corrosió electroquímica durant la càrrega i la descàrrega. Es manté estable en el rang de tensió de treball, de manera que no hi ha molts materials de polímer que es puguin utilitzar com a aglutinants d’elèctrodes per a les bateries d’ions de liti.
Hi ha tres tipus principals d’enllaços de bateries d’ions de liti que s’utilitzen àmpliament: el fluorur de polivinilidè (PVDF), l’emulsió de cautxú d’estirene-butadiè (SBR) i la cel·lulosa carboximetil (CMC). A més, l’àcid poliacrílic (PAA), els enquadernadors basats en l’aigua amb poliacrilonitril (PAN) i el poliacrilat com a components principals també ocupen un determinat mercat.
Quatre característiques del cmc a nivell de bateria
A causa de la mala solubilitat en aigua de l'estructura àcida de la carboximetil cel·lulosa, per tal d'aplicar -la millor, CMC és un material molt utilitzat en la producció de bateries.
Com a principal aglutinant dels materials d’elèctrodes negatius basats en l’aigua, els productes CMC són àmpliament utilitzats pels fabricants de bateries nacionals i estrangeres. La quantitat òptima d’enllaç pot obtenir una capacitat de bateria relativament gran, una vida de cicle llarga i una resistència interna relativament baixa.
Les quatre característiques de CMC són:
En primer lloc, CMC pot fer que el producte hidròfil i soluble, completament soluble en aigua, sense fibres i impureses lliures.
En segon lloc, el grau de substitució és uniforme i la viscositat és estable, cosa que pot proporcionar viscositat i adhesió estables.
En tercer lloc, produeixen productes d’alta puresa amb baix contingut en ions metàl·lics.
En quart lloc, el producte té una bona compatibilitat amb el làtex SBR i altres materials.
La cel·lulosa de carboximetil de sodi CMC utilitzada a la bateria ha millorat qualitativament el seu efecte d’ús i, alhora, li proporciona un bon rendiment d’ús, amb l’efecte d’ús actual.
El paper de CMC en les bateries
El CMC és un derivat carboximetilat de la cel·lulosa, que es prepara generalment mitjançant la reacció de la cel·lulosa natural amb alcali càustic i àcid monocloroacètic, i el seu pes molecular oscil·la entre milers i milions.
CMC és una substància de color blanc a groc clar, granular o fibrosa, que té una higroscopicitat forta i és fàcilment soluble en aigua. Quan és neutre o alcalí, la solució és un líquid d’alta viscositat. Si s’escalfa per sobre dels 80 ℃ durant molt de temps, la viscositat disminuirà i serà insoluble en aigua. Es torna marró quan s’escalfa a 190-205 ° C i es carbonitza quan s’escalfa a 235-248 ° C.
Com que el CMC té les funcions d’espessiment, d’enllaç, retenció d’aigua, emulsificació i suspensió en solució aquosa, s’utilitza àmpliament en els camps de ceràmica, aliments, cosmètics, impressió i tintura, paper paper, tèxtils, recobriments, adhesius i medicina, ceràmica de gamma alta i bateries de liti al camp, al voltant del 7%, coneguts com a “monosodi industrial que s’implica.
Concretament a la bateria, les funcions de CMC són: dispersar el material actiu i l’agent conductor de l’elèctrode negatiu; Efecte espessidor i anti-sedimentació sobre la purina negativa dels elèctrodes; ajudar a la vinculació; estabilitzar el rendiment de processament de l’elèctrode i ajudar a millorar el rendiment del cicle de la bateria; Millora la força de pell de la peça de pal, etc.
Rendiment i selecció de CMC
Si s’afegeix CMC quan es fa el purí d’elèctrodes pot augmentar la viscositat de la purina i evitar que la purina s’instal·li. CMC descompondrà ions i anions de sodi en solució aquosa, i la viscositat de la cola CMC disminuirà amb l’augment de la temperatura, que és fàcil d’absorbir la humitat i té una mala elasticitat.
CMC pot tenir un paper molt bo en la dispersió del grafit d’elèctrodes negatius. A mesura que la quantitat de CMC augmenta, els seus productes de descomposició s’adheriran a la superfície de les partícules de grafit i les partícules de grafit es repel·liran mútuament a causa de la força electrostàtica, aconseguint un bon efecte de dispersió.
L’evident desavantatge de CMC és que és relativament trencadís. Si tot CMC s’utilitza com a aglutinant, l’elèctrode negatiu del grafit s’esfondrarà durant el procés de premsat i tall de la peça de pol, cosa que provocarà una pèrdua greu de pols. Al mateix temps, el CMC es veu molt afectat per la relació de materials d’elèctrodes i valor de pH, i la fitxa d’elèctrodes es pot esquerdar durant la càrrega i la descàrrega, cosa que afecta directament la seguretat de la bateria.
Inicialment, l’enllaç utilitzat per a l’agitació d’elèctrodes negatius va ser PVDF i altres enquadernadors basats en oli, però tenint en compte la protecció ambiental i altres factors, s’ha convertit en principal per utilitzar enquadernadors basats en aigua per a elèctrodes negatius.
L’enllaç perfecte no existeix, intenteu triar un aglutinant que compleixi els requisits de processament físic i electroquímics. Amb el desenvolupament de la tecnologia de bateries de liti, així com els problemes de protecció del cost i ambiental, els enquadernadors basats en aigua substituiran els enquadernadors basats en petroli.
CMC dos principals processos de fabricació
Segons diferents mitjans d’etificació, la producció industrial de CMC es pot dividir en dues categories: mètode basat en aigua i mètode basat en dissolvents. El mètode que utilitza l’aigua com a medi de reacció s’anomena mètode medi d’aigua, que s’utilitza per produir un medi alcalí i un CMC de grau baix. El mètode d’utilitzar dissolvent orgànic com a medi de reacció s’anomena mètode de dissolvent, adequat per a la producció de CMC de grau mitjà i alt. Aquestes dues reaccions es duen a terme en un amassador, que pertany al procés de pasta i actualment és el mètode principal per produir CMC.
Mètode mitjà d’aigua: un procés de producció industrial anterior, el mètode és reaccionar amb cel·lulosa i agent d’etificació alcalí en les condicions d’alcali i aigua lliures, que s’utilitza per preparar productes CMC de grau mitjà i baix, com els detergents i els agents de mida tèxtil esperen. L’avantatge del mètode mitjà d’aigua és que els requisits dels equips són relativament senzills i el cost és baix; L’inconvenient és que a causa de la manca d’una gran quantitat de medi líquid, la calor generada per la reacció augmenta la temperatura i accelera la velocitat de les reaccions laterals, donant lloc a una baixa eficiència d’eterificació i mala qualitat del producte.
Mètode de dissolvent; També conegut com a mètode de dissolvent orgànic, es divideix en un mètode amassador i un mètode de purins segons la quantitat de diluent de reacció. La seva característica principal és que les reaccions d’alcalització i eterificació es realitzen sota la condició d’un dissolvent orgànic com a medi de reacció (diluent) de. Igual que el procés de reacció del mètode d’aigua, el mètode de dissolvent també consta de dues etapes d’alcalització i eterificació, però el medi de reacció d’aquestes dues etapes és diferent. L’avantatge del mètode de dissolvent és que omet els processos de remull, premsat, trituració i envelliment inherent al mètode d’aigua, i l’alcalització i l’etificació es realitzen a l’amassat; L’inconvenient és que la controlabilitat de la temperatura és relativament pobra i els requisits d’espai són relativament pobres. , un cost més elevat.
Posada Posada: 14-2025 de febrer