Como el aglutinante principal de los materiales de electrodos negativos a base de agua, los productos CMC son ampliamente utilizados por los fabricantes de baterías nacionales y extraños. La cantidad óptima de aglutinante puede obtener una capacidad de batería relativamente grande, una larga vida útil del ciclo y una resistencia interna relativamente baja.
La carpeta es uno de los materiales funcionales auxiliares importantes en las baterías de iones de litio. Es la fuente principal de las propiedades mecánicas de todo el electrodo y tiene un impacto importante en el proceso de producción del electrodo y el rendimiento electroquímico de la batería. La carpeta en sí no tiene capacidad y ocupa una proporción muy pequeña en la batería.
Además de las propiedades adhesivas de los aglutinantes generales, los materiales de aglutinante de electrodos de la batería de iones de litio también deben poder resistir la hinchazón y la corrosión del electrolito, así como resistir la corrosión electroquímica durante la carga y la descarga. Se mantiene estable en el rango de voltaje de trabajo, por lo que no hay muchos materiales de polímero que puedan usarse como aglutinantes de electrodos para baterías de iones de litio.
Hay tres tipos principales de aglutinantes de baterías de iones de litio que se usan ampliamente en la actualidad: fluoruro de polivinilideno (PVDF), emulsión de caucho de estireno-butadieno (SBR) y carboximetilelulosa (CMC). Además, el ácido poliacrílico (PAA), los aglutinantes a base de agua con poliacrilonitrilo (PAN) y poliacrilato como componentes principales también ocupan cierto mercado.
Cuatro características de CMC a nivel de batería
Debido a la mala solubilidad de agua de la estructura ácida de la carboximetilcelulosa, para aplicarla mejor, CMC es un material muy utilizado en la producción de baterías.
Como el aglutinante principal de los materiales de electrodos negativos a base de agua, los productos CMC son ampliamente utilizados por los fabricantes de baterías nacionales y extraños. La cantidad óptima de aglutinante puede obtener una capacidad de batería relativamente grande, una larga vida útil del ciclo y una resistencia interna relativamente baja.
Las cuatro características de CMC son:
Primero, CMC puede hacer que el producto sea hidrófilo y soluble, completamente soluble en agua, sin fibras e impurezas libres.
En segundo lugar, el grado de sustitución es uniforme y la viscosidad es estable, lo que puede proporcionar viscosidad y adhesión estables.
Tercero, produce productos de alta pureza con bajo contenido de iones metálicos.
Cuarto, el producto tiene una buena compatibilidad con el látex SBR y otros materiales.
La carboximetil celulosa de sodio CMC utilizada en la batería ha mejorado cualitativamente su efecto de uso, y al mismo tiempo le proporciona un buen rendimiento de uso, con el efecto de uso actual.
El papel de CMC en las baterías
CMC es un derivado carboximetilado de celulosa, que generalmente se prepara mediante la reaccionamiento de celulosa natural con álcali cáustico y ácido monocloroacético, y su peso molecular varía de miles a millones.
CMC es un polvo blanco a amarillo claro, sustancia granular o fibrosa, que tiene una fuerte higroscópica y es fácilmente soluble en el agua. Cuando es neutral o alcalino, la solución es un líquido de alta viscosidad. Si se calienta por encima de 80 ℃ durante mucho tiempo, la viscosidad disminuirá y será insoluble en agua. Se vuelve marrón cuando se calienta a 190-205 ° C, y carboniza cuando se calienta a 235-248 ° C.
Debido a que CMC tiene las funciones de engrosamiento, unión, retención de agua, emulsificación y suspensión en solución acuosa, se usa ampliamente en los campos de la cerámica, los alimentos, los cosméticos, la impresión y el teñido, la creación de papel, los textiles, los recubrimientos, los adhesivos y las cerámicas de alta gama y las baterías de litio y las cuentas de campo para aproximadamente el 7%, comúnmente conocido como monosodio industrial ".
Específicamente en la batería, las funciones de CMC son: dispersar el material de electrodo negativo y agente conductor; Efecto de engrosamiento y anti-sedimentación sobre la suspensión del electrodo negativo; ayudando a la vinculación; estabilizar el rendimiento de procesamiento del electrodo y ayudar a mejorar el rendimiento del ciclo de la batería; Mejorar la resistencia de la cáscara de la pieza de poste, etc.
Rendimiento y selección de CMC
Agregar CMC al hacer la lechada de electrodo puede aumentar la viscosidad de la lechada y evitar que la lechada se asiente. CMC descompondrá los iones y aniones de sodio en solución acuosa, y la viscosidad del pegamento CMC disminuirá con el aumento de la temperatura, que es fácil de absorber la humedad y tiene mala elasticidad.
CMC puede desempeñar un papel muy bueno en la dispersión del grafito de electrodos negativos. A medida que aumenta la cantidad de CMC, sus productos de descomposición se adherirán a la superficie de las partículas de grafito, y las partículas de grafito se repelerán entre sí debido a la fuerza electrostática, logrando un buen efecto de dispersión.
La desventaja obvia de CMC es que es relativamente frágil. Si todo CMC se usa como aglutinante, el electrodo negativo de grafito colapsará durante el proceso de presión y corte de la pieza de polo, lo que causará una pérdida grave en polvo. Al mismo tiempo, CMC se ve muy afectado por la relación de materiales de electrodo y valor de pH, y la lámina de electrodos puede agrietarse durante la carga y descarga, lo que afecta directamente la seguridad de la batería.
Inicialmente, el aglutinante utilizado para la agitación negativa de los electrodos fue PVDF y otros aglutinantes a base de aceite, pero teniendo en cuenta la protección del medio ambiente y otros factores, se ha convertido en la corriente principal para usar aglutinantes a base de agua para electrodos negativos.
La carpeta perfecta no existe, intente elegir una carpeta que cumpla con el procesamiento físico y los requisitos electroquímicos. Con el desarrollo de la tecnología de la batería de litio, así como problemas de costo y protección del medio ambiente, los aglutinantes a base de agua eventualmente reemplazarán los aglutinantes a base de petróleo.
CMC dos procesos de fabricación importantes
Según diferentes medios de eterificación, la producción industrial de CMC se puede dividir en dos categorías: método a base de agua y método basado en solventes. El método que usa agua como medio de reacción se llama método de medio de agua, que se utiliza para producir CMC de medio y bajo alcalino alcalino. El método de usar solvente orgánico como medio de reacción se llama método de solvente, que es adecuado para la producción de CMC de grado medio y alto. Estas dos reacciones se llevan a cabo en una amada, que pertenece al proceso de amasado y actualmente es el método principal para producir CMC.
Método de medio de agua: un proceso de producción industrial anterior, el método es reaccionar el agente de celulosa y eterificación de álcali en las condiciones de álcali y agua libres, que se utiliza para preparar productos CMC de grado medio y bajo, como detergentes y agentes de dimensionamiento textil, esperan. La ventaja del método de medio de agua es que los requisitos del equipo son relativamente simples y el costo es bajo; La desventaja es que debido a la falta de una gran cantidad de medio líquido, el calor generado por la reacción aumenta la temperatura y acelera la velocidad de las reacciones laterales, lo que resulta en una baja eficiencia de eterificación y una mala calidad del producto.
Método de solvente; También conocido como método de solvente orgánico, se divide en método de amasado y método de suspensión de acuerdo con la cantidad de diluyente de reacción. Su característica principal es que las reacciones de alcalización y eterificación se llevan a cabo bajo la condición de un disolvente orgánico como medio de reacción (diluyente) de. Al igual que el proceso de reacción del método de agua, el método de solvente también consta de dos etapas de alcalización y eterificación, pero el medio de reacción de estas dos etapas es diferente. La ventaja del método de solvente es que omite los procesos de remojo, presionante, aplastante y envejecimiento inherente al método de agua, y la alcalización y la eterificación se llevan a cabo en el amado; La desventaja es que la capacidad de control de la temperatura es relativamente pobre, y los requisitos de espacio son relativamente pobres. , mayor costo.
Tiempo de publicación: Feb-14-2025