બેટરીમાં સીએમસી બાઈન્ડરની અરજી

પાણી આધારિત નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીના મુખ્ય બાઈન્ડર તરીકે, સીએમસી ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ સ્થાનિક અને વિદેશી બેટરી ઉત્પાદકો દ્વારા વ્યાપકપણે થાય છે. બાઈન્ડરની શ્રેષ્ઠ માત્રા પ્રમાણમાં મોટી બેટરી ક્ષમતા, લાંબી ચક્ર જીવન અને પ્રમાણમાં ઓછી આંતરિક પ્રતિકાર મેળવી શકે છે.

લિથિયમ-આયન બેટરીમાં બાઈન્ડર એ એક મહત્વપૂર્ણ સહાયક કાર્યાત્મક સામગ્રી છે. તે સમગ્ર ઇલેક્ટ્રોડના યાંત્રિક ગુણધર્મોનો મુખ્ય સ્રોત છે અને ઇલેક્ટ્રોડની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અને બેટરીના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રભાવ પર મહત્વપૂર્ણ અસર કરે છે. બાઈન્ડરની પોતે જ ક્ષમતા નથી અને તે બેટરીમાં ખૂબ નાનો પ્રમાણ ધરાવે છે.

સામાન્ય બાઈન્ડરોના એડહેસિવ ગુણધર્મો ઉપરાંત, લિથિયમ-આયન બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ બાઈન્ડર સામગ્રી પણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સોજો અને કાટનો સામનો કરવા માટે, તેમજ ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કાટનો સામનો કરવા માટે સક્ષમ બનવાની જરૂર છે. તે વર્કિંગ વોલ્ટેજ રેન્જમાં સ્થિર રહે છે, તેથી ઘણી પોલિમર સામગ્રી નથી જેનો ઉપયોગ લિથિયમ-આયન બેટરી માટે ઇલેક્ટ્રોડ બાઈન્ડર તરીકે થઈ શકે છે.

ત્યાં ત્રણ મુખ્ય પ્રકારનાં લિથિયમ-આયન બેટરી બાઈન્ડરો છે જેનો ઉપયોગ હાલમાં વ્યાપકપણે થાય છે: પોલિવિનાલિડિન ફ્લોરાઇડ (પીવીડીએફ), સ્ટાયરિન-બ્યુટાડીન રબર (એસબીઆર) ઇમ્યુશન અને કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝ (સીએમસી). આ ઉપરાંત, પોલિઆક્રિલિક એસિડ (પીએએ), પોલિઆક્રિલોનિટ્રિલ (પીએએન) અને પોલિઆક્રિલેટવાળા પાણી આધારિત બાઈન્ડર્સ, મુખ્ય ઘટકો પણ ચોક્કસ બજારમાં કબજો કરે છે.

બેટરી-સ્તરના સીએમસીની ચાર લાક્ષણિકતાઓ

કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝની એસિડ રચનાની નબળી પાણીની દ્રાવ્યતાને કારણે, તેને વધુ સારી રીતે લાગુ કરવા માટે, સીએમસી એ બેટરી ઉત્પાદનમાં ખૂબ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી સામગ્રી છે.

પાણી આધારિત નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીના મુખ્ય બાઈન્ડર તરીકે, સીએમસી ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ સ્થાનિક અને વિદેશી બેટરી ઉત્પાદકો દ્વારા વ્યાપકપણે થાય છે. બાઈન્ડરની શ્રેષ્ઠ માત્રા પ્રમાણમાં મોટી બેટરી ક્ષમતા, લાંબી ચક્ર જીવન અને પ્રમાણમાં ઓછી આંતરિક પ્રતિકાર મેળવી શકે છે.

સીએમસીની ચાર લાક્ષણિકતાઓ છે:

પ્રથમ, સીએમસી ઉત્પાદનને હાઇડ્રોફિલિક અને દ્રાવ્ય, પાણીમાં સંપૂર્ણ દ્રાવ્ય, મફત તંતુઓ અને અશુદ્ધિઓ વિના બનાવી શકે છે.

બીજું, અવેજીની ડિગ્રી સમાન છે અને સ્નિગ્ધતા સ્થિર છે, જે સ્થિર સ્નિગ્ધતા અને સંલગ્નતા પ્રદાન કરી શકે છે.

ત્રીજું, ઓછી મેટલ આયન સામગ્રી સાથે ઉચ્ચ શુદ્ધિકરણ ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરો.

ચોથું, ઉત્પાદનમાં એસબીઆર લેટેક્સ અને અન્ય સામગ્રી સાથે સારી સુસંગતતા છે.

બેટરીમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સીએમસી સોડિયમ કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝે તેની ઉપયોગની અસરમાં ગુણાત્મક રીતે સુધારો કર્યો છે, અને તે જ સમયે તેને વર્તમાન ઉપયોગની અસર સાથે, સારા ઉપયોગની કામગીરી પ્રદાન કરે છે.

બેટરીમાં સીએમસીની ભૂમિકા

સીએમસી એ સેલ્યુલોઝનું કાર્બોક્સિમેથિલેટેડ ડેરિવેટિવ છે, જે સામાન્ય રીતે કોસ્ટિક આલ્કલી અને મોનોક્લોરોસેટીક એસિડ સાથે કુદરતી સેલ્યુલોઝની પ્રતિક્રિયા આપીને તૈયાર કરવામાં આવે છે, અને તેનું પરમાણુ વજન હજારોથી લાખો સુધીની હોય છે.

સીએમસી એ સફેદથી હળવા પીળો પાવડર, દાણાદાર અથવા તંતુમય પદાર્થ છે, જેમાં મજબૂત હાઇગ્રોસ્કોપીસિટી છે અને તે પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય છે. જ્યારે તે તટસ્થ અથવા આલ્કલાઇન હોય, ત્યારે સોલ્યુશન એ ઉચ્ચ-વિસ્કોસિટી પ્રવાહી છે. જો તે લાંબા સમય સુધી 80 ℃ ઉપર ગરમ થાય છે, તો સ્નિગ્ધતા ઓછી થશે અને તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હશે. જ્યારે તે 190-205 ° સે ગરમ થાય છે ત્યારે તે બ્રાઉન થાય છે, અને જ્યારે 235-248 ° સે ગરમ થાય છે ત્યારે કાર્બોનાઇઝ કરે છે.

સીએમસીમાં જલીય દ્રાવણમાં જાડા, બંધન, પાણીની રીટેન્શન, પ્રવાહી મિશ્રણ અને સસ્પેન્શનના કાર્યો હોવાને કારણે, તેનો ઉપયોગ સિરામિક્સ, ખોરાક, કોસ્મેટિક્સ, પ્રિન્ટિંગ અને ડાઇંગ, પેપરમેકિંગ, ટેક્સટાઇલ્સ, એડહેસિવ્સ અને મેડિસિન, ઉચ્ચ-અંતવાળા સિરામિક્સ અને લિથિયમ બેટરીઝના ક્ષેત્રોમાં, "industrial દ્યોગિક મૂત્રણા" તરીકે ઓળખાય છે.

ખાસ કરીને બેટરીમાં, સીએમસીના કાર્યો છે: નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સક્રિય સામગ્રી અને વાહક એજન્ટને વિખેરવું; નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સ્લરી પર જાડું થવું અને એન્ટિ-સેડિમેન્ટેશન અસર; સહાયક બંધન; ઇલેક્ટ્રોડની પ્રક્રિયા પ્રદર્શનને સ્થિર કરવું અને બેટરી ચક્ર પ્રભાવને સુધારવામાં મદદ કરવી; ધ્રુવના ભાગની છાલની શક્તિમાં સુધારો, વગેરે.

સીએમસી કામગીરી અને પસંદગી

ઇલેક્ટ્રોડ સ્લરી બનાવતી વખતે સીએમસી ઉમેરવાથી સ્લરીની સ્નિગ્ધતા વધી શકે છે અને સ્લરીને સ્થાયી થવાથી રોકી શકે છે. સીએમસી જલીય દ્રાવણમાં સોડિયમ આયનો અને ions નોને વિઘટિત કરશે, અને સીએમસી ગુંદરની સ્નિગ્ધતા તાપમાનના વધારા સાથે ઘટશે, જે ભેજને શોષી લેવાનું સરળ છે અને તેમાં નબળી સ્થિતિસ્થાપકતા છે.

સીએમસી નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ગ્રેફાઇટના વિખેરી નાખવામાં ખૂબ સારી ભૂમિકા ભજવી શકે છે. જેમ જેમ સીએમસીની માત્રામાં વધારો થાય છે, તેના વિઘટન ઉત્પાદનો ગ્રેફાઇટ કણોની સપાટીને વળગી રહેશે, અને ગ્રેફાઇટ કણો ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બળને કારણે એકબીજાને ભગાડશે, સારી વિખેરી નાખવાની અસર પ્રાપ્ત કરશે.

સીએમસીનો સ્પષ્ટ ગેરલાભ એ છે કે તે પ્રમાણમાં બરડ છે. જો તમામ સીએમસીનો ઉપયોગ બાઈન્ડર તરીકે કરવામાં આવે છે, તો ગ્રેફાઇટ નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ ધ્રુવના ભાગની દબાવ અને કાપવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન તૂટી જશે, જે ગંભીર પાવડર નુકસાનનું કારણ બનશે. તે જ સમયે, સીએમસી ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી અને પીએચ મૂલ્યના ગુણોત્તરથી ખૂબ અસર કરે છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ શીટ ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન ક્રેક કરી શકે છે, જે બેટરીની સલામતીને સીધી અસર કરે છે.

શરૂઆતમાં, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ જગાડવો માટે ઉપયોગમાં લેવાતા બાઈન્ડર પીવીડીએફ અને અન્ય તેલ આધારિત બાઈન્ડર્સ હતા, પરંતુ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને અન્ય પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સ માટે પાણી આધારિત બાઈન્ડરનો ઉપયોગ કરવો તે મુખ્ય પ્રવાહ બની ગયો છે.

સંપૂર્ણ બાઈન્ડર અસ્તિત્વમાં નથી, શારીરિક પ્રક્રિયા અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરતા બાઈન્ડર પસંદ કરવાનો પ્રયાસ કરો. લિથિયમ બેટરી તકનીકના વિકાસ સાથે, તેમજ ખર્ચ અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણના મુદ્દાઓ સાથે, પાણી આધારિત બાઈન્ડર્સ આખરે તેલ આધારિત બાઈન્ડર્સને બદલશે.

સીએમસી બે મોટી ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ

જુદા જુદા ઇથેરિફિકેશન મીડિયા અનુસાર, સીએમસીના industrial દ્યોગિક ઉત્પાદનને બે કેટેગરીમાં વહેંચી શકાય છે: જળ આધારિત પદ્ધતિ અને દ્રાવક આધારિત પદ્ધતિ. પ્રતિક્રિયા માધ્યમ તરીકે પાણીનો ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિને પાણીની મધ્યમ પદ્ધતિ કહેવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ આલ્કલાઇન માધ્યમ અને નીચા-ગ્રેડના સીએમસી ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. પ્રતિક્રિયા માધ્યમ તરીકે કાર્બનિક દ્રાવકનો ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિને દ્રાવક પદ્ધતિ કહેવામાં આવે છે, જે મધ્યમ અને ઉચ્ચ-ગ્રેડના સીએમસીના ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે. આ બંને પ્રતિક્રિયાઓ એક ઘૂંટણમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, જે ઘૂંટણની પ્રક્રિયા સાથે સંબંધિત છે અને હાલમાં સીએમસી ઉત્પન્ન કરવાની મુખ્ય પદ્ધતિ છે.

જળ માધ્યમ પદ્ધતિ: અગાઉની industrial દ્યોગિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયા, મફત આલ્કલી અને પાણીની શરતો હેઠળ આલ્કલી સેલ્યુલોઝ અને ઇથેરીફિકેશન એજન્ટને પ્રતિક્રિયા આપવાની પદ્ધતિ છે, જેનો ઉપયોગ ડિટર્જન્ટ અને કાપડ કદ બદલવાની એજન્ટો જેવા મધ્યમ અને નીચા-ગ્રેડના સીએમસી ઉત્પાદનોને તૈયાર કરવા માટે થાય છે. પાણીની મધ્યમ પદ્ધતિનો ફાયદો એ છે કે ઉપકરણોની આવશ્યકતાઓ પ્રમાણમાં સરળ છે અને કિંમત ઓછી છે; ગેરલાભ એ છે કે પ્રવાહી માધ્યમની મોટી માત્રાના અભાવને કારણે, પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી તાપમાનમાં વધારો કરે છે અને બાજુની પ્રતિક્રિયાઓની ગતિને વેગ આપે છે, પરિણામે ઓછી ઇથરીફિકેશન કાર્યક્ષમતા અને નબળી ઉત્પાદનની ગુણવત્તા.

દ્રાવક પદ્ધતિ; ઓર્ગેનિક દ્રાવક પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખાય છે, તે પ્રતિક્રિયા પાતળાના જથ્થા અનુસાર ઘૂંટણની પદ્ધતિ અને સ્લરી પદ્ધતિમાં વહેંચાયેલું છે. તેની મુખ્ય લાક્ષણિકતા એ છે કે આલ્કલાઇઝેશન અને ઇથરીફિકેશન પ્રતિક્રિયાઓ એક કાર્બનિક દ્રાવકની સ્થિતિ હેઠળ પ્રતિક્રિયા માધ્યમ (પાતળા) તરીકે કરવામાં આવે છે. પાણીની પદ્ધતિની પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાની જેમ, દ્રાવક પદ્ધતિમાં પણ આલ્કલાઇઝેશન અને ઇથરીફિકેશનના બે તબક્કાઓ હોય છે, પરંતુ આ બે તબક્કાઓનું પ્રતિક્રિયા માધ્યમ અલગ છે. દ્રાવક પદ્ધતિનો ફાયદો એ છે કે તે આલ્કલી પલાળીને, દબાવવા, કચડી નાખવા અને પાણીની પદ્ધતિમાં સહજ વૃદ્ધાવસ્થાની પ્રક્રિયાઓને બાકાત રાખે છે, અને આલ્કલાઇઝેશન અને ઇથરીફિકેશન બધાને ભેળવી દેવામાં આવે છે; ગેરલાભ એ છે કે તાપમાન નિયંત્રણક્ષમતા પ્રમાણમાં નબળી છે, અને જગ્યાની આવશ્યકતાઓ પ્રમાણમાં નબળી છે. , વધારે ખર્ચ.