Применение карбоксиметилцеллюлозы натрия в качестве связующего вещества в батареях

Натрий-карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) имеет ряд применений в качестве связующего вещества в батареях, особенно при производстве электродов для различных типов батарей, включая литий-ионные батареи, свинцово-кислотные батареи и щелочные батареи. Вот некоторые распространенные применения натрийкарбоксиметилцеллюлозы в качестве связующего вещества в батареях:

1. Литий-ионные аккумуляторы (LIB):
   • Связующее вещество для электродов: в литий-ионных батареях КМЦ используется в качестве связующего для удержания вместе активных материалов (например, оксида лития-кобальта, фосфата лития-железа) и проводящих добавок (например, технического углерода) в составе электрода. КМЦ образует стабильную матрицу, которая помогает поддерживать структурную целостность электрода во время циклов зарядки и разрядки.
2. Свинцово-кислотные аккумуляторы:
   • Связующее для пасты: в свинцово-кислотных батареях КМЦ часто добавляют в состав пасты, используемой для покрытия свинцовых решеток положительных и отрицательных электродов. КМЦ действует как связующее, облегчая адгезию активных материалов (например, диоксида свинца, губчатого свинца) к свинцовым сеткам и улучшая механическую прочность и проводимость электродных пластин.
3. Щелочные батареи:
   • Сепараторное связующее. В щелочных батареях КМЦ иногда используется в качестве связующего вещества при производстве сепараторов аккумуляторных батарей, которые представляют собой тонкие мембраны, разделяющие катодное и анодное отделения в аккумуляторном элементе. КМЦ помогает скреплять волокна или частицы, используемые для формирования сепаратора, улучшая его механическую стабильность и свойства удержания электролита.
4. Электродное покрытие:
   • Защита и стабильность: КМЦ также можно использовать в качестве связующего вещества в составе покрытия, наносимого на электроды аккумуляторов, для улучшения их защиты и стабильности. Связующее вещество CMC помогает прикрепить защитное покрытие к поверхности электрода, предотвращая деградацию и улучшая общую производительность и срок службы батареи.
5. Гелевые электролиты:
   • Ионная проводимость: КМЦ можно включать в состав гелевых электролитов, используемых в определенных типах батарей, таких как твердотельные литиевые батареи. КМЦ помогает повысить ионную проводимость гелевого электролита, обеспечивая сетчатую структуру, которая облегчает транспорт ионов между электродами, тем самым улучшая производительность батареи.
6. Оптимизация состава связующего:
   • Совместимость и производительность: Выбор и оптимизация состава связующего CMC имеют решающее значение для достижения желаемых рабочих характеристик батареи, таких как высокая плотность энергии, срок службы и безопасность. Исследователи и производители постоянно исследуют и разрабатывают новые составы CMC, адаптированные к конкретным типам аккумуляторов и приложениям, чтобы повысить производительность и надежность.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия служит эффективным связующим веществом в батареях, способствуя улучшению адгезии электродов, механической прочности, проводимости и общей производительности батареи в различных химических составах и областях применения. Его использование в качестве связующего помогает решить ключевые проблемы при проектировании и производстве аккумуляторов, что в конечном итоге приводит к прогрессу в аккумуляторных технологиях и системах хранения энергии.