Als het belangrijkste bindmiddel van op water gebaseerde negatieve elektrodenmaterialen worden CMC-producten veel gebruikt door binnenlandse en buitenlandse batterijfabrikanten. De optimale hoeveelheid bindmiddel kan een relatief grote batterijcapaciteit, lange cyclusduur en relatief lage interne weerstand verkrijgen.
Binder is een van de belangrijke hulpfunctionele materialen in lithium-ionbatterijen. Het is de belangrijkste bron van de mechanische eigenschappen van de gehele elektrode en heeft een belangrijke impact op het productieproces van de elektrode en de elektrochemische prestaties van de batterij. Het bindmiddel zelf heeft geen capaciteit en beslaat een zeer klein deel in de batterij.
Naast de lijmeigenschappen van algemene bindmiddelen, moeten lithium-ionbatterij-elektrode-bindmiddelmaterialen ook de zwelling en corrosie van de elektrolyt kunnen weerstaan, en bestand zijn tegen de elektrochemische corrosie tijdens lading en ontlading. Het blijft stabiel in het werkspanningsbereik, dus er zijn niet veel polymeermaterialen die kunnen worden gebruikt als elektrodebindmiddelen voor lithium-ionbatterijen.
Er zijn drie hoofdtypen lithium-ionbatterijbindmiddelen die op dit moment veel worden gebruikt: polyvinylideenfluoride (PVDF), styreen-butadieenrubber (SBR) -emulsie en carboxymethylcellulose (CMC). Bovendien, polyacrylzuur (PAA), op water gebaseerde bindmiddelen met polyacrylonitril (PAN) en polyacrylaat als de belangrijkste componenten bezetten ook een bepaalde markt.
Vier kenmerken van batterij-niveau CMC
Vanwege de slechte oplosbaarheid van het water van de zuurstructuur van carboxymethylcellulose, is CMC om het beter aan te brengen, een zeer veel gebruikt materiaal bij de productie van batterijen.
Als het belangrijkste bindmiddel van op water gebaseerde negatieve elektrodenmaterialen worden CMC-producten veel gebruikt door binnenlandse en buitenlandse batterijfabrikanten. De optimale hoeveelheid bindmiddel kan een relatief grote batterijcapaciteit, lange cyclusduur en relatief lage interne weerstand verkrijgen.
De vier kenmerken van CMC zijn:
Ten eerste kan CMC het product hydrofiel en oplosbaar, volledig oplosbaar in water maken, zonder vrije vezels en onzuiverheden.
Ten tweede is de mate van substitutie uniform en is de viscositeit stabiel, wat stabiele viscositeit en hechting kan bieden.
Ten derde, produceren hoogstuurproducten met een laag metaaliongehalte.
Ten vierde heeft het product een goede compatibiliteit met SBR Latex en andere materialen.
De CMC -natriumcarboxymethylcellulose die in de batterij wordt gebruikt, heeft het gebruikseffect kwalitatief verbeterd en biedt het tegelijkertijd een goede gebruiksprestaties, met het huidige gebruikseffect.
De rol van CMC in batterijen
CMC is een carboxymethyleerd derivaat van cellulose, dat meestal wordt bereid door te reageren door natuurlijke cellulose met bijtende alkali en monochloorazijnzuur, en het molecuulgewicht is van duizenden tot miljoenen.
CMC is een witte tot licht geel poeder, korrelige of vezelige stof, die een sterke hygroscopiciteit heeft en gemakkelijk in water is oplosbaar is. Wanneer het neutraal of alkalisch is, is de oplossing een vloeistof met hoge viscositeit. Als het lange tijd boven 80 ℃ wordt verwarmd, zal de viscositeit afnemen en zal het onoplosbaar zijn in water. Het wordt bruin wanneer verwarmd tot 190-205 ° C en carboniseert wanneer het wordt verwarmd tot 235-248 ° C.
Omdat CMC de functies heeft van verdikking, binding, waterbehoud, emulgering en ophanging in waterige oplossing, wordt het op grote schaal gebruikt in de velden van keramiek, voedsel, cosmetica, printen en verven, papiermakers, textiel, coatings, hechtingen, klassen en geneeskunde, high-end ceramics en lithiumbatterijen het veld Reken over 7%, over ongeveer 7%, over ongeveer 7%, over ongeveer 7%, over ongeveer 7%, het veld, de veldrekeningen van het veld, het veld, de veldrekeningen van het veld, het veld, de veldrekeningen van het veld, het veld, de veldrekeningen van het veld, het veld, de veldrekeningen van het veld, het veld, de veldrekeningen van het veld.
Specifiek in de batterij zijn de functies van CMC: verspreid het negatieve elektrode actief materiaal en geleidingsmiddel; verdikking en anti-sedimentatie-effect op de negatieve elektrode-slurry; helpende binding; het stabiliseren van de verwerkingsprestaties van de elektrode en het helpen verbeteren van de prestaties van de batterijcyclus; Verbeter de peelsterkte van het poolstuk, enz.
CMC -prestaties en selectie
Het toevoegen van CMC bij het maken van de elektrodeslurry kan de viscositeit van de slurry verhogen en voorkomen dat de slurry zich vestigt. CMC zal natriumionen en anionen in waterige oplossing ontleden, en de viscositeit van CMC -lijm zal afnemen met de temperatuurstijging, wat gemakkelijk te absorberen is en een slechte elasticiteit heeft.
CMC kan een zeer goede rol spelen bij de dispersie van negatief elektrode grafiet. Naarmate de hoeveelheid CMC toeneemt, zullen de ontledingsproducten zich hechten aan het oppervlak van grafietdeeltjes, en de grafietdeeltjes zullen elkaar afstoten vanwege elektrostatische kracht, waardoor een goed dispersie -effect wordt bereikt.
Het duidelijke nadeel van CMC is dat het relatief bros is. Als alle CMC als bindmiddel wordt gebruikt, zal de grafiet -negatieve elektrode instorten tijdens het druk- en snijproces van het poolstuk, dat ernstig poederverlies zal veroorzaken. Tegelijkertijd wordt CMC sterk beïnvloed door de verhouding van elektrodematerialen en pH -waarde, en de elektrodeplaat kan barsten tijdens het opladen en ontladen, wat direct de veiligheid van de batterij beïnvloedt.
Aanvankelijk was het bindmiddel dat werd gebruikt voor negatieve elektrode roeren PVDF en andere op olie gebaseerde bindmiddelen, maar gezien de omgevingsbescherming en andere factoren, is het mainstream geworden om op water gebaseerde bindmiddelen voor negatieve elektroden te gebruiken.
Het perfecte bindmiddel bestaat niet, probeer een bindmiddel te kiezen dat voldoet aan de fysieke verwerking en elektrochemische vereisten. Met de ontwikkeling van lithiumbatterijtechnologie, evenals kosten- en milieubeschermingsproblemen, zullen bindmiddelen op waterbasis uiteindelijk op olie gebaseerde bindmiddelen vervangen.
CMC Twee belangrijke productieprocessen
Volgens verschillende ethergie-media kan de industriële productie van CMC worden onderverdeeld in twee categorieën: methode op waterbasis en op oplosmiddel gebaseerde methode. De methode die water gebruikt als reactiemedium wordt de watermethode genoemd, die wordt gebruikt om alkalisch medium en lage CMC te produceren. De methode voor het gebruik van organisch oplosmiddel als het reactiemedium wordt de oplosmiddelmethode genoemd, die geschikt is voor de productie van middelgrote en hoogwaardige CMC. Deze twee reacties worden uitgevoerd in een kneader, die tot het kneedproces behoort en is momenteel de belangrijkste methode voor het produceren van CMC.
Watermedische methode: een eerder industrieel productieproces, de methode is om alkali-cellulose- en ethertheriveringsmiddel te reageren onder de omstandigheden van vrije alkali en water, dat wordt gebruikt om middelgrote en lage CMC-producten te bereiden, zoals wasmiddelen en textielafmetingen wachten. Het voordeel van de methode voor watermedium is dat de apparatuurvereisten relatief eenvoudig zijn en de kosten laag zijn; Het nadeel is dat vanwege het ontbreken van een grote hoeveelheid vloeibaar medium, de warmte die door de reactie wordt gegenereerd, de temperatuur verhoogt en de snelheid van nevenreacties versnelt, wat resulteert in een lage efficiëntie van de etherificatie en een slechte productkwaliteit.
Oplosmiddelmethode; Ook bekend als de organische oplosmiddelmethode, is het verdeeld in de kneedmethode en slurry -methode volgens de hoeveelheid reactieverdunning. Het belangrijkste kenmerk is dat de alkalisatie- en onthemterreacties worden uitgevoerd onder de toestand van een organisch oplosmiddel als het reactiemedium (verdunningsmiddel) van. Net als het reactieproces van de watermethode, bestaat de oplosmiddelmethode ook uit twee stadia van alkalisatie en etherificatie, maar het reactiemedium van deze twee fasen is anders. Het voordeel van de oplosmiddelmethode is dat het de processen weglaat van alkali -weken, drukken, verpletteren en verouderen inherent aan de watermethode, en de alkalisatie en etherificatie worden allemaal uitgevoerd in de kneader; Het nadeel is dat de temperatuurregelaarbaarheid relatief slecht is en dat de ruimtevereisten relatief slecht zijn. , hogere kosten.
Posttijd: 14-2025