பேட்டரிகளில் CMC பைண்டரின் பயன்பாடு

பேட்டரி தொழில்நுட்பத் துறையில், பேட்டரியின் செயல்திறன், நிலைத்தன்மை மற்றும் நீண்ட ஆயுளை தீர்மானிப்பதில் பைண்டர் பொருளின் தேர்வு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் (CMC)செல்லுலோஸிலிருந்து பெறப்பட்ட நீரில் கரையக்கூடிய பாலிமரான αγανα, அதிக ஒட்டுதல் வலிமை, நல்ல படலத்தை உருவாக்கும் திறன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் இணக்கத்தன்மை போன்ற விதிவிலக்கான பண்புகளால் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய பைண்டராக உருவெடுத்துள்ளது.

வாகனம், மின்னணுவியல் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் உள்ளிட்ட பல்வேறு தொழில்களில் உயர் செயல்திறன் கொண்ட பேட்டரிகளுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால், புதிய பேட்டரி பொருட்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவதற்கான விரிவான ஆராய்ச்சி முயற்சிகள் தூண்டப்பட்டுள்ளன. பேட்டரியின் முக்கிய கூறுகளில், பைண்டர் தற்போதைய சேகரிப்பாளரில் செயலில் உள்ள பொருட்களை அசையாமல் செய்வதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, திறமையான சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்ற சுழற்சிகளை உறுதி செய்கிறது. பாலிவினைலைடின் ஃப்ளோரைடு (PVDF) போன்ற பாரம்பரிய பைண்டர்கள் சுற்றுச்சூழல் தாக்கம், இயந்திர பண்புகள் மற்றும் அடுத்த தலைமுறை பேட்டரி வேதியியல்களுடன் பொருந்தக்கூடிய தன்மை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன. கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் (CMC), அதன் தனித்துவமான பண்புகளுடன், பேட்டரி செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்று பைண்டர் பொருளாக உருவெடுத்துள்ளது.

1. கார்பாக்சிமெத்தில் செல்லுலோஸின் (CMC) பண்புகள்:
CMC என்பது செல்லுலோஸின் நீரில் கரையக்கூடிய வழித்தோன்றலாகும், இது தாவர செல் சுவர்களில் ஏராளமாக காணப்படும் ஒரு இயற்கை பாலிமர் ஆகும். வேதியியல் மாற்றத்தின் மூலம், கார்பாக்சிமெதில் குழுக்கள் (-CH2COOH) செல்லுலோஸ் முதுகெலும்பில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக மேம்பட்ட கரைதிறன் மற்றும் மேம்பட்ட செயல்பாட்டு பண்புகள் ஏற்படுகின்றன. CMC இன் சில முக்கிய பண்புகள் அதன் பயன்பாட்டிற்கு பொருத்தமானவை

(1) பேட்டரிகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

அதிக ஒட்டுதல் வலிமை: CMC வலுவான ஒட்டும் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, இது தற்போதைய சேகரிப்பான் மேற்பரப்பில் செயலில் உள்ள பொருட்களை திறம்பட பிணைக்க உதவுகிறது, இதன் மூலம் மின்முனை நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.
நல்ல படலத்தை உருவாக்கும் திறன்: CMC மின்முனை மேற்பரப்புகளில் சீரான மற்றும் அடர்த்தியான படலங்களை உருவாக்கி, செயலில் உள்ள பொருட்களின் உறைதலை எளிதாக்குகிறது மற்றும் மின்முனை-எலக்ட்ரோலைட் தொடர்புகளை மேம்படுத்துகிறது.
சுற்றுச்சூழல் இணக்கத்தன்மை: புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட மக்கும் மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்ற பாலிமராக, CMC, PVDF போன்ற செயற்கை பைண்டர்களை விட சுற்றுச்சூழல் நன்மைகளை வழங்குகிறது.

2. பேட்டரிகளில் CMC பைண்டரின் பயன்பாடு:

(1) மின் உற்பத்தி:

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் (LIBs), சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் (SIBs) மற்றும் சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் உள்ளிட்ட பல்வேறு பேட்டரி வேதியியலுக்கான மின்முனைகளை உருவாக்குவதில் CMC பொதுவாக ஒரு பைண்டராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
LIB-களில், CMC செயலில் உள்ள பொருள் (எ.கா., லித்தியம் கோபால்ட் ஆக்சைடு, கிராஃபைட்) மற்றும் தற்போதைய சேகரிப்பான் (எ.கா., செப்பு படலம்) இடையேயான ஒட்டுதலை மேம்படுத்துகிறது, இது மேம்பட்ட மின்முனை ஒருமைப்பாட்டிற்கும் சுழற்சியின் போது குறைக்கப்பட்ட சிதைவுக்கும் வழிவகுக்கிறது.
இதேபோல், SIB-களில், CMC-அடிப்படையிலான மின்முனைகள் வழக்கமான பைண்டர்களைக் கொண்ட மின்முனைகளுடன் ஒப்பிடும்போது மேம்பட்ட நிலைத்தன்மை மற்றும் சுழற்சி செயல்திறனைக் காட்டுகின்றன.
திரைப்படத்தை உருவாக்கும் திறன்சி.எம்.சி.மின்னோட்ட சேகரிப்பானில் செயலில் உள்ள பொருட்களின் சீரான பூச்சு இருப்பதை உறுதி செய்கிறது, மின்முனை போரோசிட்டியைக் குறைக்கிறது மற்றும் அயனி போக்குவரத்து இயக்கவியலை மேம்படுத்துகிறது.

(2) கடத்துத்திறன் மேம்பாடு:

CMC தானே மின்கடத்தாத் தன்மை கொண்டதல்ல என்றாலும், மின்முனை சூத்திரங்களில் அதைச் சேர்ப்பது மின்முனையின் ஒட்டுமொத்த மின் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்தும்.
CMC-அடிப்படையிலான மின்முனைகளுடன் தொடர்புடைய மின்மறுப்பைக் குறைக்க, CMC உடன் கடத்தும் சேர்க்கைகளைச் சேர்ப்பது (எ.கா., கார்பன் கருப்பு, கிராஃபீன்) போன்ற உத்திகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
CMC ஐ கடத்தும் பாலிமர்கள் அல்லது கார்பன் நானோ பொருட்களுடன் இணைக்கும் கலப்பின பைண்டர் அமைப்புகள், இயந்திர பண்புகளை தியாகம் செய்யாமல் மின்முனை கடத்துத்திறனை மேம்படுத்துவதில் நம்பிக்கைக்குரிய முடிவுகளைக் காட்டியுள்ளன.

3. மின்முனை நிலைத்தன்மை மற்றும் சைக்கிள் ஓட்டுதல் செயல்திறன்:

மின்முனை நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பதிலும், சுழற்சியின் போது செயலில் உள்ள பொருள் பற்றின்மை அல்லது திரட்டலைத் தடுப்பதிலும் CMC முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.
CMC வழங்கும் நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் வலுவான ஒட்டுதல், குறிப்பாக சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் சுழற்சிகளின் போது மாறும் அழுத்த நிலைமைகளின் கீழ், மின்முனைகளின் இயந்திர ஒருமைப்பாட்டிற்கு பங்களிக்கின்றன.
CMC இன் ஹைட்ரோஃபிலிக் தன்மை, மின்முனை கட்டமைப்பிற்குள் எலக்ட்ரோலைட்டைத் தக்கவைத்துக்கொள்ள உதவுகிறது, நீடித்த அயனி போக்குவரத்தை உறுதி செய்கிறது மற்றும் நீண்ட சுழற்சியில் திறன் மங்குவதைக் குறைக்கிறது.

4. சவால்கள் மற்றும் எதிர்காலக் கண்ணோட்டங்கள்:

பேட்டரிகளில் CMC பைண்டரைப் பயன்படுத்துவது குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்கும் அதே வேளையில், பல சவால்கள் மற்றும் மேம்பாட்டிற்கான வாய்ப்புகள் உள்ளன.

(1) உள்ளது:

மேம்படுத்தப்பட்ட கடத்துத்திறன்: CMC-அடிப்படையிலான மின்முனைகளின் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்த, புதுமையான பைண்டர் சூத்திரங்கள் அல்லது கடத்தும் சேர்க்கைகளுடன் ஒருங்கிணைந்த சேர்க்கைகள் மூலம் மேலும் ஆராய்ச்சி தேவை.
உயர் ஆற்றல் கொண்ட சே உடன் இணக்கத்தன்மை

மிஸ்ட்ரிகள்: லித்தியம்-சல்பர் மற்றும் லித்தியம்-காற்று பேட்டரிகள் போன்ற அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட வளர்ந்து வரும் பேட்டரி வேதியியலில் CMC ஐப் பயன்படுத்துவதற்கு, அதன் நிலைத்தன்மை மற்றும் மின்வேதியியல் செயல்திறனை கவனமாகக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

(2) அளவிடுதல் மற்றும் செலவு-செயல்திறன்:
CMC-அடிப்படையிலான மின்முனைகளின் தொழில்துறை அளவிலான உற்பத்தி பொருளாதார ரீதியாக சாத்தியமானதாக இருக்க வேண்டும், செலவு குறைந்த தொகுப்பு வழிகள் மற்றும் அளவிடக்கூடிய உற்பத்தி செயல்முறைகளை அவசியமாக்க வேண்டும்.

(3) சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மை:
CMC வழக்கமான பைண்டர்களை விட சுற்றுச்சூழல் நன்மைகளை வழங்கும் அதே வேளையில், மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட செல்லுலோஸ் மூலங்களைப் பயன்படுத்துதல் அல்லது மக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளை உருவாக்குதல் போன்ற நிலைத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்துவதற்கான முயற்சிகள் உத்தரவாதம் அளிக்கப்படுகின்றன.

கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் (CMC)பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துவதற்கான மகத்தான ஆற்றலைக் கொண்ட பல்துறை மற்றும் நிலையான பைண்டர் பொருளைக் குறிக்கிறது. பிசின் வலிமை, படலத்தை உருவாக்கும் திறன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் இணக்கத்தன்மை ஆகியவற்றின் தனித்துவமான கலவையானது, பல்வேறு பேட்டரி வேதியியல்களில் மின்முனை செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு கவர்ச்சிகரமான தேர்வாக அமைகிறது. CMC-அடிப்படையிலான மின்முனை சூத்திரங்களை மேம்படுத்துதல், கடத்துத்திறனை மேம்படுத்துதல் மற்றும் அளவிடுதல் சவால்களை நிவர்த்தி செய்தல் ஆகியவற்றை நோக்கமாகக் கொண்ட தொடர்ச்சியான ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முயற்சிகள் அடுத்த தலைமுறை பேட்டரிகளில் CMC ஐ பரவலாக ஏற்றுக்கொள்வதற்கு வழி வகுக்கும், இது சுத்தமான ஆற்றல் தொழில்நுட்பங்களின் முன்னேற்றத்திற்கு பங்களிக்கும்.