Батареяларға CMC байланыстырғышты қолдану

Батарея технологиясының саласында «Биндер материалын таңдау» батареяның жұмысын, тұрақтылықты және ұзақ өмірін анықтауға маңызды рөл атқарады.КарбөбеМетил целлюлозасы (CMC), Целлюлозадан алынған суда еритін полимер өзінің ерекше қасиеттеріне байланысты перспективалық байланыстырушы ретінде пайда болды, мысалы, адгезияның беріктігі, жақсы пленкалау қабілеті және экологиялық үйлесімділік.

Автокөлік, электроника және жаңартылатын энергияны қоса алғанда, әр түрлі салалардағы жоғары өнімді батареяларға сұраныстың артуы, соның ішінде электроника және жаңартылатын энергия көздері бар. Батареяның негізгі компоненттерінің ішінде кондиктер ағымдағы коллекторға иммобилизациялауда, тиімді материалдарды импобилизациялауда, тиімді зарядтау және зарядтау циклдерін қамтамасыз етеді. Поливинилиден Флориді (PVDF) сияқты дәстүрлі байланыстырғыштар қоршаған ортаға әсер ету тұрғысынан, механикалық қасиеттері және келесі буын аккумуляторларымен үйлесімділікке ие. КарбөбеМетил целлюлозасы (CMC), оның ерекше қасиеттері бар, батареяның өнімділігі мен тұрақтылығын жақсартуға арналған перспективалы ілгіш материал ретінде пайда болды.

1. КарбөбеМетил целлюлозасының өндірісі (CMC):
CMC - бұл целлюлозаның суда еритін туындысы, өсімдік жасушаларының қабырғаларында табиғи полимерлі мол. Химиялық модификациялау арқылы целлюлоза тәрізді топтар (-CH2COOH) целлюлоза омыртқасына енгізілген, нәтижесінде жақсартылған ерігіштігі мен жетілдірілген функционалды қасиеттер пайда болады. Оның қолданылуына байланысты CMC-тің кейбір негізгі қасиеттері

(1) Батареяларға мыналар кіреді:

Жоғары адгезия күші: CMC-ді қазіргі коллектор бетіне тиімді байланыстыруға мүмкіндік беретін күшті жабысқақ қасиеттер, осылайша электродтардың тұрақтылығын арттыру.
Жақсы фильм қалыптастыру қабілеті: CMC электрод беттеріндегі форма мен тығыз қабықтарды құра алады, белсенді материалдарды инкапсуляциялауға және электрод-электролиттердің өзара әрекеттесуіне ықпал етуі мүмкін.
Экологиялық үйлесімділік: жаңартылатын көздерден биологиялық ыдырайтын және уытты емес полимер ретінде, CMC PVDF сияқты синтетикалық байланыстырғыштардан тыс экологиялық артықшылықтарды ұсынады.

2. Батареяларда CMC байланыстырғышты қолдану:

(1) Электродты жасау:

CMC әр түрлі аккумуляторлар, соның ішінде литий-ион аккумуляторлары (LIBS), натрий батареялары (SIBS) және суперкапакторлар үшін электродтарды дайындауға арналған байланыстырушы ретінде қолданылады.
КМС-де, CMC белсенді материал (мысалы, литий кобальт оксиді, графиті) және ағымдағы коллектор (мысалы, мыс фольга), электродтың тұтастығы мен велоспорт кезінде төмендетілген деламинацияны жақсартады.
Сол сияқты SIBS-те CMC негізіндегі электродтар кәдімгі байланыстырғыштары бар электродтармен салыстырғанда жақсартылған тұрақтылық пен велосипед өнімділігін көрсетеді.
Фильм қалыптастыру қабілетіCmАғымдағы коллекторда белсенді материалдардың бірыңғай жабынын қамтамасыз етеді, электродтың кеуектіліктерін азайту және иондық көлік кинетикасын жақсарту.

(2) Өткізгіштікті жақсарту:

CMC-тің өзі өткізілмеген кезде, оны электродтық формулаларға енгізу электродтың жалпы электр өткізгіштігін жақсарта алады.
CMC-мен бірге өткізгіш қоспаларды (мысалы, көміртекті қара, графен) қосу сияқты стратегиялар CMC негізделген электродтармен байланысты кедергіні азайту үшін жұмысқа орналастырылды.
CMC-ді өткізгіш полимерлермен немесе көміртекті наноматериалдармен біріктіретін гибридті байланыстырушы жүйелер механикалық қасиеттерін құрбан етпестен электродтық өткізгіштігін жақсартуға перспективалық нәтижелер көрсетті.

3.Селоблоктардың тұрақтылығы және велосипед өнімі:

CMC электродтардың тұрақтылығын сақтауда және велоспорт кезінде белсенді материалдық отрядтың немесе агломерацияның алдын алуда шешуші рөл атқарады.
CMC ұсынған икемділік пен сенімді адгезия электродтардың механикалық тұтастығына, әсіресе зарядсыздандыру циклдарында динамикалық күйзелістерге ықпал етеді.
CMC гидрофильді табиғаты электрод құрылымында электролитті сақтауға көмектеседі, тұрақты ион көлігін және минималды қуаттылықты қамтамасыз етуге көмектеседі.

4.CHLENGES және болашақ перспективалары:

Батареяларға CMC байланыстырғышты қолдану айтарлықтай артықшылықтарды, жетілдірудің бірнеше қиындықтарын және мүмкіндіктерін ұсынады

(1) бар:

Жақсартылған өткізгіштік: Әрі қарайғы зерттеулер CMC негізіндегі электродтардың өткізгіштігін оңтайландыру үшін, сонымен қатар инновациялық байланыстырғыштар немесе өткізгіш қоспалармен синергетикалық комбинациялар арқылы оңтайландырылған.
Жоғары қуатты хэмен үйлесімділік

Аймақтар: литий-күкірт және литий-ауа батареялары сияқты жоғары энергия тығыздығы бар дамып келе жатқан аккумулярларда КМК-ны пайдалану оның тұрақтылығы мен электрохимиялық көрсеткіштерін мұқият қарауды қажет етеді.

(2) Ауқымдылығы және экономикалық тиімділік:
CMC негізіндегі электродтардың өнеркәсіптік масштабты өндірісі экономикалық тұрғыдан тиімді болуы керек, үнемді синтез маршруттары мен масштабталатын өндірістік процестерді қажет етуі керек.

(3) Экологиялық тұрақтылық:
CMC дәстүрлі байланыстырғыштардың үстінен экологиялық артықшылықтарды ұсынады, мысалы, қайта өңделген целлюлоза көздерін пайдалану немесе биологиялық ыдырайтын электролиттерді игеру сияқты тұрақтылықты жақсарту жөніндегі күштер кепілдік беріледі.

КарбөбеМетил целлюлозасы (CMC)Батарея технологиясын алға жылжыту үшін әмбебап және тұрақты коньосратиялық материалдарды ұсынады. Оның жабысқақ беріктігі, пленкалық қабілеттілік және экологиялық үйлесімділіктің ерекше үйлесімі оны электродтың жұмысын және аккумуляторлар мен тұрақтылықты жақсарту үшін тартымды таңдау жасайды. СӨС-тің электродтарын оңтайландыруға, өткізгіштікті жақсартуға және масштабталған қиындықтарды оңайлатуға бағытталған зерттеулер мен дамудың жалғасы, және масштабталған қиындықтарды жою үшін CMC-ді таза энергетикалық технологиялардың ілгерілеуіне ықпал етеді.