Прымяненне CMC -злучнага ў батарэях

У сферы тэхналогіі батарэі выбар матэрыялу злучнага гуляе вырашальную ролю ў вызначэнні прадукцыйнасці, стабільнасці і даўгавечнасці батарэі.Карбоксиметил цэлюлоза (CMC), водарастваральны палімер, атрыманы з цэлюлозы, з'явіўся як перспектыўнае злучэнне з-за выключных уласцівасцей, такіх як высокая трываласць адгезіі, добрая здольнасць, якая ўтварае плёнку і сумяшчальнасць навакольнага асяроддзя.

Павелічэнне попыту на высокапрадукцыйныя батарэі ў розных галінах, у тым ліку аўтамабільнай, электронікі і аднаўляльных крыніц энергіі, падштурхнуў шырокія даследчыя намаганні па распрацоўцы новых матэрыялаў і тэхналогій акумулятараў. Сярод ключавых кампанентаў батарэі, злучнае значэнне гуляе вырашальную ролю ў імабілізацыі актыўных матэрыялаў на бягучы калектар, забяспечваючы эфектыўныя цыклы зарадкі і разраду. Традыцыйныя злучкі, такія як поливинилиденовый фтор (PVDF), маюць абмежаванні ў плане ўздзеяння на навакольнае асяроддзе, механічных уласцівасцей і сумяшчальнасці з хімікай батарэі наступнага пакалення. Карбоксиметил цэлюлоза (CMC) з яго унікальнымі ўласцівасцямі з'явілася як перспектыўны альтэрнатыўны матэрыял для злучэння для павышэння прадукцыйнасці і ўстойлівасці батарэі.

1. Праграма карбоксиметил цэлюлозы (CMC):
CMC-гэта растваральная ў вадзе вытворнае цэлюлозы, натуральны палімер, які багата ў раслінных клеткавых сценках. Дзякуючы хімічнай мадыфікацыі, у аснову цэлюлозы ўводзяцца карбоксиметильныя групы (-CH2COOH), што прыводзіць да ўзмоцненай растваральнасці і паляпшэння функцыянальных уласцівасцей. Некаторыя ключавыя ўласцівасці CMC, якія маюць дачыненне да яго заяўкі ў

（1） батарэі ўключаюць:

Высокая трываласць адгезіі: CMC праяўляе трывалыя ўласцівасці клею, што дазваляе яму эфектыўна звязваць актыўныя матэрыялы з паверхняй калекцыянера, паляпшаючы тым самым стабільнасць электрода.
Добрая здольнасць, якая ўтварае фільм: CMC можа ўтвараць раўнамерныя і шчыльныя плёнкі на паверхнях электрода, палягчаючы інкапсуляцыю актыўных матэрыялаў і ўзмацняючы ўзаемадзеянне электрода-электраліта.
Сумяшчальнасць навакольнага асяроддзя: як біяраскладальны і нетоксичный палімер, атрыманы з аднаўляльных крыніц, CMC прапануе экалагічныя перавагі перад сінтэтычнымі злучнымі, такімі як PVDF.

2. Прымяненне злучнага CMC у батарэях:

（1） Электродны выраб:

CMC звычайна выкарыстоўваецца ў якасці злучнага ў вырабе электродаў для розных хімічных батарэй, уключаючы літый-іённыя батарэі (LIBS), батарэі натрыю-іёнаў (SIBS) і суперкандраса.
У LIBS CMC паляпшае адгезію паміж актыўным матэрыялам (напрыклад, аксід літыя кобальту, графіт) і бягучым калекцыянерам (напрыклад, меднай фальгой), што прыводзіць да ўзмоцненай цэласнасці электрода і зніжэння расслаення падчас ровары.
Сапраўды гэтак жа ў SIBS электроды на аснове CMC дэманструюць павышаную стабільнасць і роварныя характарыстыкі ў параўнанні з электродамі са звычайнымі злучнымі.
Здольнасць да фільмаCMCЗабяспечвае раўнамернае пакрыццё актыўных матэрыялаў на бягучым калекцыянеры, мінімізуючы сітаватасць электрода і паляпшэнне кінетыкі транспарціроўкі іёнаў.

（2） Павышэнне праводнасці:

У той час як CMC сам не праводзіць, яго ўключэнне ў прэпараты электрода можа павысіць агульную электраправоднасць электрода.
Былі выкарыстаны такія стратэгіі, як даданне праводных дабавак (напрыклад, вугляродны чорны, графен), а таксама CMC, былі выкарыстаны для змякчэння імпедансу, звязанага з электродамі на аснове CMC.
Гібрыдныя злучныя сістэмы, якія аб'ядноўваюць CMC з праводчыкамі палімераў або нанаматэрыялаў вугляроду, паказалі перспектыўныя вынікі ў паляпшэнні праводнасці электрода, не ахвяруючы механічнымі ўласцівасцямі.

3. Электрод стабільнасць і прадукцыйнасць веласпорту:

CMC гуляе вырашальную ролю ў падтрыманні ўстойлівасці электрода і прадухілення актыўнага адслаення матэрыялаў або агламерацыі падчас веласіпеды.
Гнуткасць і надзейная адгезія, якая забяспечваецца CMC, спрыяе механічнай цэласнасці электродаў, асабліва ў дынамічных умовах стрэсу падчас цыклаў зарадкі.
Гідрафільны характар ​​CMC дапамагае захаваць электраліт у структуры электрода, забяспечваючы ўстойлівы транспарт іёнаў, а мінімізацыя здольнасці знікае над працяглым веласіпедам.

4.Гэленгенг і перспектывы ў будучыні:

У той час як прымяненне CMC -злучнага ў батарэях прапануе значныя перавагі, некалькі праблем і магчымасцей для паляпшэння

（1） Існуе:

Палепшаная праводнасць: неабходныя дадатковыя даследаванні для аптымізацыі праводнасці электродаў на аснове CMC альбо праз інавацыйныя вырабы злучных, альбо сінэргічныя камбінацыі з праводкамі.
Сумяшчальнасць з высокаэнергетычным CHE

Няправільныя: выкарыстанне CMC у новых хімічных батарэях з высокай шчыльнасцю энергіі, такімі як літый-серы і батарэі літый-паветра, патрабуе ўважлівага разгляду яго стабільнасці і электрахімічных характарыстык.

（2） Маштабаванасць і эканамічная эфектыўнасць:
Прамысловая вытворчасць электродаў на аснове CMC павінна быць эканамічна жыццяздольнай, што патрабуе эканамічна эфектыўных шляхоў сінтэзу і маштабаваных вытворчых працэсаў.

（3） Экалагічная ўстойлівасць:
У той час як CMC прапануе экалагічныя перавагі перад звычайнымі злучальнікамі, намаганні па павышэнні ўстойлівасці, напрыклад, выкарыстанне перапрацаваных крыніц цэлюлозы альбо распрацоўку біяраскладальных электралітаў.

Карбоксиметил цэлюлоза (CMC)Уяўляе сабой універсальны і ўстойлівы злучны матэрыял з вялікім патэнцыялам для прасоўвання тэхналогіі акумулятара. Яго унікальнае спалучэнне трываласці клей, здольнасці да фільма і экалагічнай сумяшчальнасці робіць яго прывабным выбарам для павышэння прадукцыйнасці электрода і ўстойлівасці ў шэрагу хімічных батарэй. Працягваюцца намаганні па даследаваннях і распрацоўках, накіраваныя на аптымізацыю прэпаратаў з электродам на аснове CMC, паляпшэнне праводнасці і вырашэнне маштабаванасці, будуць пракласці шлях да шырокага прыняцця CMC у батарэй наступнага пакалення, што спрыяе прасоўванню тэхналогій чыстай энергіі.