Als Hauptbindemittel von negativen Elektrodenmaterialien auf Wasserbasis werden CMC-Produkte von inländischen und ausländischen Batterieherstellern häufig verwendet. Die optimale Menge an Bindemittel kann eine relativ große Batteriekapazität, eine lange Lebensdauer und einen relativ geringen Innenwiderstand erhalten.
Bindemittel ist eines der wichtigen Hilfsfunktionsmaterialien in Lithium-Ionen-Batterien. Es ist die Hauptquelle der mechanischen Eigenschaften der gesamten Elektrode und hat einen wichtigen Einfluss auf den Produktionsprozess der Elektrode und die elektrochemische Leistung der Batterie. Der Bindemittel selbst hat keine Kapazität und nimmt einen sehr geringen Anteil an der Batterie ein.
Zusätzlich zu den klebenden Eigenschaften allgemeiner Bindemittel müssen auch Lithium-Ionen-Batterie-Elektroden-Bindemittelmaterialien der Schwellung und Korrosion des Elektrolyten standhalten und der elektrochemischen Korrosion während des Ladung und der Entladung standhalten. Es bleibt im Arbeitsspannungsbereich stabil, so dass es nicht viele Polymermaterialien gibt, die als Elektrodenbindemittel für Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden können.
Gegenwärtig sind drei Haupttypen von Lithium-Ionen-Batteriebatterien, die derzeit weit verbreitet sind: Polyvinylidenfluorid (PVDF), Styrol-Butadien-Gummi-Emulsion (SBR) und Carboxymethylcellulose (CMC). Darüber hinaus belegen Polyacrylsäure (PAA), Bindemittel auf Wasserbasis mit Polyacrylnitril (PAN) und Polyacrylat als Hauptkomponenten auch einen bestimmten Markt.
Vier Merkmale des Batterie-Level-CMC
Aufgrund der schlechten Wasserlöslichkeit der Säurestruktur von Carboxymethylcellulose ist CMC ein sehr weit verbreitetes Material bei der Batterieproduktion.
Als Hauptbindemittel von negativen Elektrodenmaterialien auf Wasserbasis werden CMC-Produkte von inländischen und ausländischen Batterieherstellern häufig verwendet. Die optimale Menge an Bindemittel kann eine relativ große Batteriekapazität, eine lange Lebensdauer und einen relativ geringen Innenwiderstand erhalten.
Die vier Merkmale von CMC sind:
Erstens kann CMC das Produkt hydrophil und löslich machen und in Wasser völlig löslich, ohne freie Fasern und Verunreinigungen.
Zweitens ist der Substitutionsgrad einheitlich und die Viskosität stabil, was eine stabile Viskosität und Adhäsion liefern kann.
Drittens produzieren Sie High-Purity-Produkte mit niedrigem Metallionengehalt.
Viertens hat das Produkt eine gute Kompatibilität mit SBR -Latex und anderen Materialien.
Die in der Batterie verwendete CMC -Natriumcarboxymethylcellulose hat seinen Nutzungseffekt qualitativ verbessert und bietet gleichzeitig eine gute Nutzungsleistung mit dem aktuellen Einsatzeffekt.
Die Rolle von CMC bei Batterien
CMC ist ein Carboxymethyl -Derivat von Cellulose, das normalerweise durch Reaktion natürlicher Cellulose mit ätzenden Alkali und Monochloressigsäure hergestellt wird, und deren Molekulargewicht reicht von Tausenden bis Millionen.
CMC ist ein weißes bis hellgelbes Pulver, eine körnige oder faserige Substanz, die eine starke Hygroskopie aufweist und in Wasser leicht löslich ist. Wenn es neutral oder alkalisch ist, ist die Lösung eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität. Wenn es lange Zeit über 80 ° C erhitzt wird, nimmt die Viskosität ab und ist in Wasser unlöslich. Es wird braun, wenn es auf 190-205 ° C erhitzt wird, und karbonisiert beim Erhitzen auf 235-248 ° C.
Da CMC die Funktionen von Verdickung, Bindung, Wasserretention, Emulgierung und Suspension in wässriger Lösung hat, wird sie in den Feldern von Keramik, Nahrung, Kosmetik, Drucken und Färben, Papierherstellung, Textilien, Beschichtungen, Adhästen und Medikamenten, Hochzeitenzeramik und Lithiumbatterien, die etwa 7%, als „Industrium-Batterien“ verantwortlich sind, in großem Umfang verwendet.
Insbesondere in der Batterie sind die Funktionen von CMC: das Verbreiten des negativen Elektrodenwirkstoffmaterials und des leitenden Wirkstoffs; Verdickungs- und Anti-Sedimentierungseffekt auf die negative Elektrodenschlammung; Unterstützung der Bindung; Stabilisierung der Verarbeitungsleistung der Elektrode und zur Verbesserung der Batteriezyklusleistung; Verbessern Sie die Schalenfestigkeit des Polstücks usw.
CMC -Leistung und Auswahl
Das Hinzufügen von CMC Bei der Aufschlämmung der Elektrode kann die Viskosität der Aufschlämmung erhöhen und verhindern, dass sich die Aufschlämmung absetzt. CMC zersetzt Natriumionen und Anionen in wässriger Lösung, und die Viskosität des CMC -Klebstoffs nimmt mit zunehmender Temperatur ab, die leicht zu absorbieren ist und eine schlechte Elastizität aufweist.
CMC kann eine sehr gute Rolle bei der Dispersion von negativem Elektrodengrafit spielen. Mit zunehmender Menge an CMC haften seine Zersetzungsprodukte an der Oberfläche von Graphitpartikeln, und die Graphitpartikel werden aufgrund der elektrostatischen Kraft gegenseitig abgewehrt, wodurch ein guter Dispersionseffekt erzielt wird.
Der offensichtliche Nachteil von CMC ist, dass es relativ spröde ist. Wenn alle CMC als Bindemittel verwendet werden, kollabiert die Graphit -negative Elektrode während des Pressen- und Schnittprozesses des Polstücks, was zu schweren Pulververlust führt. Gleichzeitig wird CMC durch das Verhältnis von Elektrodenmaterialien und pH -Wert stark beeinflusst, und das Elektrodenblatt kann während des Ladens und Entladens knacken, was die Sicherheit der Batterie direkt beeinflusst.
Der Bindemittel, der für das Rühren negativer Elektroden verwendet wurde, betrug PVDF und andere Bindemittel auf Ölbasis. In Anbetracht der Umweltschutz und anderen Faktoren ist er jedoch zum Mainstream geworden, um Bindemittel auf Wasserbasis für negative Elektroden zu verwenden.
Der perfekte Bindemittel gibt es nicht. Versuchen Sie, einen Ordner auszuwählen, der den physischen Verarbeitungs- und elektrochemischen Anforderungen entspricht. Mit der Entwicklung der Lithium-Batterie-Technologie sowie der Kosten- und Umweltschutzprobleme ersetzen die Bindemittel auf Wasserbasis schließlich Bindemittel auf Ölbasis.
CMC Zwei Hauptherstellungsprozesse
Laut verschiedenen Etherifizierungsmedien kann die industrielle Produktion von CMC in zwei Kategorien unterteilt werden: Wasserbasis-Methode und Lösungsmittel-basierte Methode. Die Methode mit Wasser als Reaktionsmedium wird als Wassermedium-Methode bezeichnet, das zur Herstellung von alkalischem Medium und niedriggradigem CMC verwendet wird. Die Methode zur Verwendung des organischen Lösungsmittels als Reaktionsmedium wird als Lösungsmittelmethode bezeichnet, das für die Herstellung von mittel- und hochgradiger CMC geeignet ist. Diese beiden Reaktionen werden in einem Knieder durchgeführt, der zum Knetenprozess gehört und derzeit die Hauptmethode zur Herstellung von CMC ist.
Wassermedienmethode: Ein früherer industrieller Produktionsprozess besteht darin, Alkali-Cellulose- und Etherifizierungsmittel unter den Bedingungen von freien Alkali und Wasser zu reagieren, die zur Herstellung von CMC-Produkten mit mittlerem und niedrigem Grad verwendet werden, z. B. Waschmittel und Textilgrößenagenten warten. Der Vorteil der Wassermedienmethode besteht darin, dass die Geräteanforderungen relativ einfach und die Kosten niedrig sind. Der Nachteil ist, dass aufgrund des Fehlens einer großen Menge an flüssigem Medium die durch die Reaktion erzeugte Wärme die Temperatur erhöht und die Geschwindigkeit von Seitenreaktionen beschleunigt, was zu einer geringen Etherifizierungseffizienz und einer schlechten Produktqualität führt.
Lösungsmittelmethode; Es ist auch als organisches Lösungsmittelmethode bekannt und ist in Knetenmethode und Aufschlämmungsmethode gemäß der Menge der Reaktionsverdünnung unterteilt. Sein Hauptmerkmal ist, dass die Alkalisierungs- und Etherifizierungsreaktionen unter dem Zustand eines organischen Lösungsmittels als Reaktionsmedium (verdünnt) durchgeführt werden. Wie der Reaktionsprozess des Wasserverfahrens besteht das Lösungsmittelmethode auch aus zwei Stadien der Alkalisierung und Etherifizierung, das Reaktionsmedium dieser beiden Stadien ist jedoch unterschiedlich. Der Vorteil der Lösungsmittelmethode besteht darin, dass es die Prozesse des Alkali -Einweihs, -Anpressens, Zerkleinerns und Alterns der Wassermethode auslässt, und die Alkalisation und Etherifizierung werden im Kneater durchgeführt. Der Nachteil ist, dass die Temperaturkontrollierbarkeit relativ schlecht ist und die Raumanforderungen relativ schlecht sind. , höhere Kosten.
Postzeit: Februar 14-2025