Påføring av CMC -bindemiddel i batterier

Som hovedbindemiddel for vannbaserte negative elektrodematerialer, brukes CMC-produkter mye av innenlandske og utenlandske batteriprodusenter. Den optimale mengden bindemiddel kan oppnå relativt stor batterikapasitet, lang sykluslevetid og relativt lav indre motstand.

Binder er et av de viktige hjelpematerialene i litium-ion-batterier. Det er hovedkilden til de mekaniske egenskapene til hele elektroden og har en viktig innvirkning på produksjonsprosessen til elektroden og den elektrokjemiske ytelsen til batteriet. Selve bindemidlet har ingen kapasitet og opptar en veldig liten andel i batteriet.

I tillegg til limegenskapene til generelle bindemidler, må også litium-ion-batterielektrodebindematerialer tåle hevelse og korrosjon av elektrolytten, samt tåle den elektrokjemiske korrosjonen under ladning og utladning. Det forblir stabilt i arbeidsspenningsområdet, så det er ikke mange polymermaterialer som kan brukes som elektrodebindemidler for litium-ion-batterier.

Det er tre hovedtyper av litium-ion-batteribinder som er mye brukt for tiden: polyvinylidenfluorid (PVDF), styren-butadiengummi (SBR) emulsjon og karboksymetylcellulose (CMC). I tillegg inntar polyakrylsyre (PAA), vannbaserte permer med polyakrylonitril (PAN) og polyakrylat da hovedkomponentene også et visst marked.

Fire kjennetegn ved CMC på batterinivå

På grunn av den dårlige vannløseligheten av syrestrukturen til karboksymetylcellulose, for bedre å bruke den, er CMC et veldig mye brukt materiale i batteriproduksjon.

Som hovedbindemiddel for vannbaserte negative elektrodematerialer, brukes CMC-produkter mye av innenlandske og utenlandske batteriprodusenter. Den optimale mengden bindemiddel kan oppnå relativt stor batterikapasitet, lang sykluslevetid og relativt lav indre motstand.

De fire egenskapene til CMC er:

For det første kan CMC gjøre produktets hydrofile og løselige, helt oppløselige i vann, uten frie fibre og urenheter.

For det andre er substitusjonsgraden ensartet og viskositeten er stabil, noe som kan gi stabil viskositet og vedheft.

For det tredje, produsere produkter med høyt renhet med lavt metallioninnhold.

For det fjerde har produktet god kompatibilitet med SBR latex og annet materiale.

CMC -natriumkarboksymetylcellulose som brukes i batteriet har kvalitativt forbedret brukseffekten, og samtidig gir den god bruksytelse, med gjeldende brukseffekt.

CMCs rolle i batterier

CMC er et karboksymetylert derivat av cellulose, som vanligvis er fremstilt ved å reagere naturlig cellulose med kaustisk alkali og monokloreddiksyre, og dens molekylvekt varierer fra tusenvis til millioner.

CMC er et hvitt til lett gult pulver, kornete eller fibrøst stoff, som har sterk hygroskopisitet og er lett oppløselig i vann. Når den er nøytral eller alkalisk, er løsningen en væske med høy viskositet. Hvis den varmes opp over 80 ℃ i lang tid, vil viskositeten avta og den vil være uoppløselig i vann. Den blir brun når den varmes opp til 190-205 ° C, og karboniserer når den blir oppvarmet til 235-248 ° C.

Fordi CMC har funksjonene til tykning, binding, vannretensjon, emulgering og suspensjon i vandig løsning, er det mye brukt innen keramikk, mat, kosmetikk, utskrift og farging, papirpapir, tekstiler, belegg, lim, high-end ceramic og litiums glutammeri, og litisk.

Spesielt i batteriet er funksjonene til CMC: å spre det negative elektrode aktive materialet og ledende middel; tykning og anti-sedimenteringseffekt på den negative elektrodeoppslemmingen; hjelpe liming; stabilisere behandlingsytelsen til elektroden og bidra til å forbedre ytelsen til batterisyklus; Forbedre skallestyrken til polstykket, etc.

CMC ytelse og utvalg

Å tilsette CMC når du lager elektrodeoppslemmingen, kan øke viskositeten til oppslemmingen og forhindre at oppslemmingen legger seg. CMC vil dekomponere natriumioner og anioner i vandig løsning, og viskositeten til CMC -lim vil avta med temperaturøkningen, noe som er lett å absorbere fuktighet og har dårlig elastisitet.

CMC kan spille en veldig god rolle i spredningen av negativ elektrodegrafitt. Når mengden CMC øker, vil nedbrytningsproduktene feste seg til overflaten til grafittpartikler, og grafittpartiklene vil frastøte hverandre på grunn av elektrostatisk kraft, og oppnå en god spredningseffekt.

Den åpenbare ulempen med CMC er at den er relativt sprø. Hvis all CMC brukes som bindemiddel, vil grafitt -negativ elektrode kollapse under press- og skjæreprosessen til polstykket, noe som vil forårsake alvorlig pulvertap. Samtidig påvirkes CMC sterkt av forholdet mellom elektrodematerialer og pH -verdi, og elektrodearket kan sprekke under lading og utslipp, noe som direkte påvirker batteriets sikkerhet.

Opprinnelig var bindemidlet som ble brukt for negativ elektrode omrøring PVDF og andre oljebaserte permer, men med tanke på miljøvern og andre faktorer, har det blitt mainstream å bruke vannbaserte permer for negative elektroder.

Det perfekte bindemidlet eksisterer ikke, prøv å velge et bindemiddel som oppfyller fysisk prosessering og elektrokjemiske krav. Med utviklingen av litiumbatteriteknologi, så vel som kostnads- og miljøvernproblemer, vil vannbaserte permer til slutt erstatte oljebaserte permer.

CMC To store produksjonsprosesser

I følge forskjellige eterifiseringsmedier kan den industrielle produksjonen av CMC deles inn i to kategorier: vannbasert metode og løsningsmiddelbasert metode. Metoden som bruker vann som reaksjonsmedium kalles vannmedium-metoden, som brukes til å produsere alkalisk medium og lavkvalitets CMC. Metoden for å bruke organisk løsningsmiddel som reaksjonsmedium kalles løsningsmiddelmetoden, som er egnet for produksjon av middels og høykvalitets CMC. Disse to reaksjonene utføres i en elleder, som tilhører eltingsprosessen og er for tiden hovedmetoden for å produsere CMC.

Vannmedium Metode: En tidligere industriell produksjonsprosess, er metoden å reagere alkali-cellulose og eterifiseringsmiddel under betingelser med gratis alkali og vann, som brukes til å fremstille CMC-produkter med middels og lav kvalitet, for eksempel vaskemidler og tekstilstørrelsesmidler venter. Fordelen med vannmedium -metoden er at kravene til utstyret er relativt enkle og at kostnadene er lave; Ulempen er at på grunn av mangelen på en stor mengde flytende medium, øker varmen som genereres av reaksjonen temperaturen og akselererer hastigheten på sidereaksjoner, noe som resulterer i lav eterifiseringseffektivitet og dårlig produktkvalitet.

Løsemiddelmetode; Også kjent som organisk løsningsmiddelmetode, er den delt inn i eltemetode og oppslemmingsmetode i henhold til mengden reaksjonsfortynningsmiddel. Hovedfunksjonen er at alkaliserings- og eterifiseringsreaksjoner utføres under betingelse av et organisk løsningsmiddel som reaksjonsmedium (fortynningsmiddel) av. I likhet med reaksjonsprosessen for vannmetoden, består også løsningsmiddelmetoden av to stadier av alkalisering og eterifisering, men reaksjonsmediet for disse to stadiene er annerledes. Fordelen med løsningsmiddelmetoden er at den utelater prosessene med alkali -bløtlegging, pressing, knusing og aldring som ligger i vannmetoden, og alkaliseringen og eterifiseringen utføres alle i knaaderen; Ulempen er at temperaturkontrollerbarheten er relativt dårlig, og at romkravene er relativt dårlige. , høyere kostnader.