Истифодаи CMC Binder дар батареяҳо

Дар соҳаи технологияи батарея, интихоби маводи пайвандкунанда дар муайян кардани кор, устуворӣ ва дарозмуддати батарея нақши муҳим мебозад.целлюлоза карбоксиметил (CMC), полимери дар об ҳалшавандае, ки аз селлюлоза гирифта шудааст, бо сабаби хосиятҳои истисноии он, ба монанди қувваи баланди часпак, қобилияти хуби ташаккули филм ва мутобиқати муҳити зист ҳамчун пайвандгари умедбахш пайдо шудааст.

Талаботи афзоянда ба батареяҳои пуриқтидор дар соҳаҳои гуногун, аз ҷумла мошинсозӣ, электроника ва энергияи барқароршаванда, кӯшишҳои васеи тадқиқотро барои таҳияи мавод ва технологияҳои нави батарея водор сохт. Дар байни ҷузъҳои калидии батарея, пайвандкунанда дар безарар кардани маводи фаъол ба коллектори ҷорӣ, таъмини давраҳои пурсамари барқ ​​​​ва разряд нақши муҳим мебозад. Пайвасткунакҳои анъанавӣ ба монанди фториди поливинилиденӣ (PVDF) дар робита ба таъсири муҳити зист, хосиятҳои механикӣ ва мутобиқат бо химияҳои насли оянда маҳдудиятҳо доранд. Карбоксиметил селлюлоза (CMC), бо хосиятҳои беназири худ, ҳамчун як маводи алтернативии алтернативӣ барои беҳтар кардани кор ва устувории батарея пайдо шудааст.

1. Хусусиятҳои целлюлозаи карбоксиметил (CMC):
CMC як ҳосилаи дар об ҳалшавандаи селлюлоза аст, як полимери табиӣ дар деворҳои ҳуҷайраҳои растанӣ фаровон аст. Тавассути тағир додани кимиёвӣ, гурӯҳҳои карбоксиметил (-CH2COOH) ба устухони селлюлоза ворид карда мешаванд, ки дар натиҷа ҳалшавандагии беҳтар ва хосиятҳои функсионалии беҳтар мешавад. Баъзе хосиятҳои асосии CMC ба татбиқи он дар

（1）батареяҳо дар бар мегиранд:

Қувваи баланди часпак: CMC хосиятҳои қавии илтиёмиро нишон медиҳад, ки ба он имкон медиҳад, ки маводи фаъолро ба сатҳи коллектори ҷорӣ ба таври муассир пайваст кунад ва ба ин васила устувории электродро беҳтар кунад.
Қобилияти хуби ташаккули филм: CMC метавонад дар сатҳи электрод филмҳои якхела ва зичро ба вуҷуд оварад, ба инкапсуляцияи маводҳои фаъол мусоидат кунад ва таъсири мутақобилаи электрод-электролитро тақвият диҳад.
Мутобиқати экологӣ: Ҳамчун полимери биологӣ ва заҳролудшаванда, ки аз манбаъҳои барқароршаванда гирифта шудааст, CMC бартариҳои экологиро нисбат ба пайвастагиҳои синтетикӣ ба монанди PVDF пешниҳод мекунад.

2. Истифодаи CMC Binder дар батареяҳо:

（1) Истеҳсоли электрод:

CMC одатан ҳамчун пайвандкунанда дар истеҳсоли электродҳо барои кимиёҳои гуногуни батарея, аз ҷумла батареяҳои литий-ионӣ (LIBs), батареяҳои натрий-ионӣ (SIBs) ва суперконденсаторҳо истифода мешавад.
Дар LIB, CMC пайвастшавиро байни маводи фаъол (масалан, оксиди кобальти литий, графит) ва коллектори ҷорӣ (масалан, фолгаи мис) беҳтар мекунад, ки ба якпорчагии мукаммали электрод ва кам шудани деламинатсия ҳангоми велосипедронӣ оварда мерасонад.
Ба ҳамин монанд, дар SIB-ҳо, электродҳои ба CMC асосёфта дар муқоиса бо электродҳо бо пайвасткунакҳои муқаррарӣ устуворӣ ва иҷрои сиклии беҳтарро нишон медиҳанд.
Қобилияти ташаккули филмиCMCПӯшидани якхелаи маводҳои фаъолро дар коллекторҳои ҷорӣ таъмин намуда, сӯрохии электродҳоро кам мекунад ва кинетикаи интиқоли ионҳоро беҳтар мекунад.

（2） Баланд бардоштани гузаронанда:

Гарчанде ки худи CMC гузаронанда нест, ворид кардани он ба формулаҳои электрод метавонад гузарониши умумии электродро баланд бардорад.
Стратегияҳо ба монанди илова кардани иловаҳои интиқолдиҳанда (масалан, сиёҳи карбон, графен) дар баробари CMC барои коҳиш додани импеданс бо электродҳои CMC асосёфта истифода шудаанд.
Системаҳои гибридии пайвандак, ки CMC-ро бо полимерҳои гузаронанда ё наноматериалҳои карбон муттаҳид мекунанд, дар беҳтар кардани гузаронандагии электрод бидуни қурбонии хосиятҳои механикӣ натиҷаҳои умедбахш нишон доданд.

3. Устувории электрод ва иҷрои сикли:

CMC дар нигоҳ доштани устувории электрод ва пешгирии ҷудошавии фаъоли мавод ё агломератсия ҳангоми велосипедронӣ нақши муҳим мебозад.
Фасеҳӣ ва пайвастагии мустаҳкаме, ки аз ҷониби CMC таъмин карда мешавад, ба якпорчагии механикии электродҳо мусоидат мекунад, махсусан дар шароити фишори динамикӣ ҳангоми давраҳои разряд.
табиати гидрофиликии CMC дар нигоҳ доштани электролит дар сохтори электрод кӯмак мекунад, интиқоли устувори ионҳоро таъмин мекунад ва коҳиши иқтидорро дар тӯли велосипедронӣ кам мекунад.

4. Мушкилот ва дурнамои оянда:

Дар ҳоле, ки татбиқи бастаи CMC дар батареяҳо бартариҳои назаррас, як қатор мушкилот ва имкониятҳоро барои такмил медиҳад

(1) вуҷуд дорад:

Мукаммалгардонии ноқилӣ: Тадқиқоти иловагӣ барои оптимизатсияи гузаронандагии электродҳои CMC дар асоси CMC тавассути формулаҳои инноватсионии пайвандкунанда ё комбинатсияи синергистӣ бо иловаҳои гузаронанда лозим аст.
Мутобиқат бо Che High-Energy

Мистерҳо: Истифодаи CMC дар химияҳои нави батарея бо зичии баланди энергия, аз қабили батареяҳои литий-сульфур ва литий-ҳаво, баррасии бодиққат устувории он ва фаъолияти электрохимиявии онро талаб мекунад.

（2） Миқёспазирӣ ва камхарҷӣ:
Истеҳсоли электродҳои дар асоси CMC дар миқёси саноатӣ бояд аз ҷиҳати иқтисодӣ муфид бошад, ки роҳҳои самараноки синтез ва равандҳои миқёспазири истеҳсолиро талаб мекунад.

(3) Устувории экологӣ:
Гарчанде ки CMC бартариҳои экологиро нисбат ба пайвандҳои муқаррарӣ пешниҳод мекунад, кӯшишҳо барои баланд бардоштани устувории минбаъда, ба монанди истифодаи манбаъҳои селлюлозаи такрорӣ ё таҳияи электролитҳои биологӣ, кафолат дода мешаванд.

целлюлоза карбоксиметил (CMC)як маводи бисёрҷанба ва устувори пайвандкунанда бо потенсиали бузург барои пешрафти технологияи батарея мебошад. Маҷмӯаи беназири қувваи илтиёмӣ, қобилияти ташаккули филм ва мутобиқати муҳити зист онро интихоби ҷолиб барои баланд бардоштани самаранокии электрод ва устувории як қатор химияҳои батарея месозад. Кӯшишҳои давомдори тадқиқотӣ ва таҷрибавӣ, ки ба оптимизатсияи формулаҳои электрод дар асоси CMC, беҳтар кардани гузаронандагӣ ва ҳалли мушкилоти миқёспазирӣ нигаронида шудаанд, барои қабули густурдаи CMC дар батареяҳои насли оянда роҳ кушода, ба пешрафти технологияҳои энергияи тоза мусоидат мекунанд.