ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ CMC Binder ໃນຫມໍ້ໄຟ

ໃນອານາເຂດຂອງເທກໂນໂລຍີແບດເຕີຣີ, ທາງເລືອກຂອງວັດສະດຸຜູກມັດມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການກໍານົດການປະຕິບັດ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງ, ແລະຄວາມທົນທານຂອງຫມໍ້ໄຟ.Carboxymethyl cellulose (CMC), ເປັນໂພລີເມີທີ່ລະລາຍໃນນ້ໍາທີ່ໄດ້ມາຈາກເຊນລູໂລສ, ໄດ້ປະກົດຕົວເປັນສານຜູກມັດທີ່ໂດດເດັ່ນເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດພິເສດຂອງມັນເຊັ່ນ: ຄວາມແຂງແຮງຂອງການຍຶດຕິດສູງ, ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຮູບເງົາທີ່ດີ, ແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບສິ່ງແວດລ້ອມ.

ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບຫມໍ້ໄຟປະສິດທິພາບສູງໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ, ລວມທັງລົດຍົນ, ເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະພະລັງງານທົດແທນ, ໄດ້ກະຕຸ້ນຄວາມພະຍາຍາມຄົ້ນຄ້ວາຢ່າງກວ້າງຂວາງເພື່ອພັດທະນາວັດສະດຸແລະເຕັກໂນໂລຊີຫມໍ້ໄຟໃຫມ່. ໃນບັນດາອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນຂອງຫມໍ້ໄຟ, binder ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການ immobilizing ວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວໃສ່ຕົວເກັບປະຈຸ, ຮັບປະກັນການສາກໄຟປະສິດທິພາບແລະວົງຈອນການໄຫຼອອກ. ເຄື່ອງຜູກມັດແບບດັ້ງເດີມເຊັ່ນ polyvinylidene fluoride (PVDF) ມີຂໍ້ຈໍາກັດກ່ຽວກັບຜົນກະທົບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ, ຄຸນສົມບັດກົນຈັກ, ແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບເຄມີສາດຫມໍ້ໄຟຮຸ່ນຕໍ່ໄປ. Carboxymethyl cellulose (CMC), ດ້ວຍຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກ, ໄດ້ອອກມາເປັນອຸປະກອນການຜູກມັດທາງເລືອກທີ່ດີສໍາລັບການປັບປຸງປະສິດທິພາບຫມໍ້ໄຟແລະຄວາມຍືນຍົງ.

1.ຄຸນສົມບັດຂອງ Carboxymethyl Cellulose (CMC):
CMC ເປັນອະນຸພັນທີ່ລະລາຍໃນນໍ້າຂອງເຊນລູໂລສ, ເປັນໂພລີເມີທໍາມະຊາດທີ່ອຸດົມສົມບູນຢູ່ໃນຝາເຊລຂອງພືດ. ໂດຍຜ່ານການດັດແປງທາງເຄມີ, ກຸ່ມ carboxymethyl (-CH2COOH) ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນກະດູກສັນຫຼັງ cellulose, ເຮັດໃຫ້ການລະລາຍເພີ່ມຂຶ້ນແລະປັບປຸງຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນປະໂຫຍດ. ບາງຄຸນສົມບັດທີ່ສໍາຄັນຂອງ CMC ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຕົນໃນ

(1​) ຫມໍ້​ໄຟ​ປະ​ກອບ​ມີ​:

ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການຍຶດຕິດສູງ: CMC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດຂອງກາວທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດຜູກມັດວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວກັບພື້ນຜິວຂອງຕົວເກັບລວບລວມໃນປະຈຸບັນ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ electrode.
ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຮູບເງົາທີ່ດີ: CMC ສາມາດປະກອບເປັນຮູບເງົາທີ່ເປັນເອກະພາບແລະຫນາແຫນ້ນຢູ່ໃນຫນ້າ electrode, ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການຫຸ້ມຫໍ່ຂອງວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວແລະເສີມຂະຫຍາຍການໂຕ້ຕອບ electrode-electrolyte.
ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງສິ່ງແວດລ້ອມ: ເປັນໂພລີເມີເປິ້ນທີ່ສາມາດຍ່ອຍສະຫຼາຍໄດ້ ແລະບໍ່ມີສານພິດທີ່ໄດ້ມາຈາກແຫຼ່ງທົດແທນ, CMC ສະເໜີຂໍ້ດີດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍກວ່າສານຜູກສັງເຄາະເຊັ່ນ PVDF.

2.ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ CMC Binder ໃນຫມໍ້ໄຟ:

(1​) ການ​ຜະ​ລິດ​ໄຟ​ຟ້າ​:

CMC ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍທົ່ວໄປເປັນຕົວຍຶດໃນການຜະລິດ electrodes ສໍາລັບເຄມີຂອງຫມໍ້ໄຟຕ່າງໆ, ລວມທັງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion (LIBs), ຫມໍ້ໄຟ sodium-ion (SIBs), ແລະ supercapacitors.
ໃນ LIBs, CMC ປັບປຸງການຍຶດຫມັ້ນລະຫວ່າງວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ (e. g., lithium cobalt oxide, graphite) ແລະຕົວເກັບປະຈຸ (ຕົວຢ່າງ, foil ທອງແດງ), ນໍາໄປສູ່ການປັບປຸງຄວາມສົມບູນຂອງ electrode ແລະ delamination ຫຼຸດລົງໃນລະຫວ່າງການຂີ່ລົດຖີບ.
ເຊັ່ນດຽວກັນ, ໃນ SIBs, electrodes ທີ່ໃຊ້ CMC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະການປະຕິບັດການຮອບວຽນທີ່ດີຂຶ້ນເມື່ອທຽບກັບ electrodes ກັບ binders ທໍາມະດາ.
ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຮູບເງົາຂອງCMCຮັບປະກັນການເຄືອບເອກະພາບຂອງວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຢູ່ໃນຕົວເກັບປະຈຸ, ຫຼຸດຜ່ອນ porosity electrode ແລະປັບປຸງ kinetics ການຂົນສົ່ງ ion.

(2​) ການ​ປັບ​ປຸງ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​:

ໃນຂະນະທີ່ CMC ຕົວຂອງມັນເອງບໍ່ແມ່ນຕົວນໍາ, ການລວມຕົວຂອງມັນເຂົ້າໄປໃນການສ້າງ electrode ສາມາດເສີມຂະຫຍາຍການນໍາໄຟຟ້າໂດຍລວມຂອງ electrode.
ຍຸດທະສາດເຊັ່ນ: ການເພີ່ມສານເສີມ conductive (ຕົວຢ່າງ, ກາກບອນສີດໍາ, graphene) ຄຽງຄູ່ກັບ CMC ໄດ້ຖືກຈ້າງງານເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນ impedance ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ electrodes ທີ່ອີງໃສ່ CMC.
ລະບົບເຄື່ອງຜູກມັດແບບປະສົມທີ່ປະສົມປະສານ CMC ກັບໂພລີເມີຣ໌ ຫຼືວັດສະດຸນາໂນກາກບອນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີໃນການປັບປຸງການນໍາຂອງ electrode ໂດຍບໍ່ມີການເສຍສະລະຄຸນສົມບັດກົນຈັກ.

3.Electrode ຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະປະສິດທິພາບການຖີບລົດ:

CMC ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການຮັກສາຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ electrode ແລະປ້ອງກັນການ detachment ຂອງວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼື agglomeration ໃນລະຫວ່າງການລົດຖີບ.
ຄວາມຢືດຢຸ່ນແລະການຍຶດຕິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສະຫນອງໂດຍ CMC ປະກອບສ່ວນກັບຄວາມສົມບູນຂອງກົນຈັກຂອງ electrodes, ໂດຍສະເພາະພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມກົດດັນແບບເຄື່ອນໄຫວໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການສາກໄຟ.
ລັກສະນະ hydrophilic ຂອງ CMC ຊ່ວຍໃນການຮັກສາ electrolyte ພາຍໃນໂຄງສ້າງ electrode, ຮັບປະກັນການຂົນສົ່ງ ion ແບບຍືນຍົງແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມອາດສາມາດຫຼຸດລົງໃນໄລຍະຮອບວຽນເວລາດົນນານ.

4.ສິ່ງທ້າທາຍ ແລະ ທັດສະນະໃນອະນາຄົດ:

ໃນຂະນະທີ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ CMC binder ໃນຫມໍ້ໄຟສະຫນອງຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນ, ສິ່ງທ້າທາຍຫຼາຍແລະໂອກາດສໍາລັບການປັບປຸງ

(1​) ມີ​ຢູ່​:

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບການນໍາ: ການຄົ້ນຄວ້າເພີ່ມເຕີມແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການນໍາຂອງ electrodes ທີ່ອີງໃສ່ CMC, ໂດຍຜ່ານການສ້າງຕົວຍຶດທີ່ມີນະວັດຕະກໍາຫຼືການປະສົມປະສານ synergistic ກັບ conductive additives.
ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ Che ພະລັງງານສູງ

mistries: ການນໍາໃຊ້ CMC ໃນເຄມີສາດຫມໍ້ໄຟທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ເຊັ່ນ: ຫມໍ້ໄຟ lithium-sulfur ແລະ lithium-air, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການພິຈາລະນາຢ່າງລະມັດລະວັງກ່ຽວກັບຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະປະສິດທິພາບທາງເຄມີຂອງມັນ.

(2​) ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ແລະ​ປະ​ສິດ​ທິ​ຜົນ​ຄ່າ​ໃຊ້​ຈ່າຍ​:
ການຜະລິດໄຟຟ້າໃນຂອບເຂດອຸດສາຫະກໍາຂອງ CMC ຕ້ອງມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ທາງດ້ານເສດຖະກິດ, ຈໍາເປັນຕ້ອງມີເສັ້ນທາງການສັງເຄາະທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະຂະບວນການຜະລິດທີ່ສາມາດປັບຂະຫນາດໄດ້.

(3) ຄວາມຍືນຍົງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ:
ໃນຂະນະທີ່ CMC ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍກວ່າເຄື່ອງຜູກມັດແບບດັ້ງເດີມ, ຄວາມພະຍາຍາມເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍຄວາມຍືນຍົງຕື່ມອີກ, ເຊັ່ນການນໍາໃຊ້ແຫຼ່ງ cellulose ທີ່ໃຊ້ໃຫມ່ຫຼືການພັດທະນາ electrolytes ທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍໄດ້ທາງຊີວະພາບ, ແມ່ນຮັບປະກັນ.

Carboxymethyl cellulose (CMC)ເປັນຕົວແທນຂອງອຸປະກອນການຜູກມັດທີ່ຫຼາກຫຼາຍ ແລະຍືນຍົງ ທີ່ມີທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງສຳລັບຄວາມກ້າວໜ້າຂອງເທັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີ. ການປະສົມປະສານທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງກາວ, ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຮູບເງົາ, ແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງສິ່ງແວດລ້ອມເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ຫນ້າສົນໃຈສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ electrode ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນທົ່ວປະເພດເຄມີຂອງຫມໍ້ໄຟ. ຄວາມພະຍາຍາມໃນການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອແນໃສ່ການເພີ່ມປະສິດທິພາບການສ້າງສູດ electrode ທີ່ອີງໃສ່ CMC, ການປັບປຸງການປະພຶດ, ແລະການແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍດ້ານການຂະຫຍາຍໃຫຍ່ຂື້ນຈະປູທາງໄປສູ່ການຮັບຮອງເອົາ CMC ໃນແບດເຕີຣີລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີພະລັງງານສະອາດ.