CMC 在电池中的应用
发布时间:
2024-06-14
粘结剂对电池的电极性能影响较大，合适的粘结剂可有效改善电极整体性能，保证活性物质、导电剂与集流体之间接触一致，从而提高电极的完整性。CMC作为粘结剂，可广泛应用于锂电池、天然石墨、中间相碳微球（MCMB）、钛酸锂、锡基硅基负极材料和磷酸铁锂正极材料等不同类型的电极材料中，确保电极浆料涂布加工性能优、涂层完整、均匀的同时，可使电池容量、循环稳定性、循环寿命得到一定提升。CMC在负极粘结剂应用中的具体效果如下：
1.在负极粘结剂中的应用
粘结剂对电池的电极性能影响较大，合适的粘结剂可有效改善电极整体性能，保证活性物质、导电剂与集流体之间接触一致，从而提高电极的完整性。CMC作为粘结剂，可广泛应用于锂电池、天然石墨、中间相碳微球（MCMB）、钛酸锂、锡基硅基负极材料和磷酸铁锂正极材料等不同类型的电极材料中，确保电极浆料涂布加工性能优、涂层完整、均匀的同时，可使电池容量、循环稳定性、循环寿命得到一定提升。CMC在负极粘结剂应用中的具体效果如下：
使电极活性物质、导电剂和集流体较好的粘结起来。
降低电池内阻，提供电极内所需要的电子传导。
较好的热稳定性使得电池循环稳定及循环寿命得到提升。
电化学稳定性好，与电极材料和电解液性质稳定。
维待正负极活性材料在充放电过程中结构和体积变化。
改善电解液的润浸性，促进锂离子界面传输。
安全、环境友好、成本低廉。
2.在石墨改性中的应用
CMC对天然石墨具有较好的包覆作用，可有效改善天然石墨的界面性质，抑制电解液在界面发生强烈的还原反应和防止溶剂化离子插入石墨层造成的结构层离，提高天然石墨的电化学性能，并且能够有效的阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落现象，从而有效的提高复合炭材料的循环稳定性，改善电池稳定及使用性能。CMC在石墨改性应用中的具体效果如下：
CMC溶解于水中时，羧甲基及羟基等亲水基团首先与水分子发生溶胀，分子链团聚，CMC可以降低水的表面张力并通过范德华力吸附于非极性石墨表面，改善石墨粒子润湿性。
可阻止溶剂化锂离子的共嵌入，减弱溶剂分子在炭电极上的还原反应。
经包覆处理后，石墨循环性能得到明显提高，有效抑制了石墨的容量衰减。
能有效提高放电平台及放电容量保持率。
3.在负极凝胶剂中的应用
CMC作为凝胶剂可使活性物质与电解质形成稳定均匀分散的膏体，使活性物粒子周围能均匀地保持电解液，保证活性物颗粒表面在电池放电时各部位有均匀、充足的电解液覆盖，同时防止膏体在贮存过程中活性物粒子与电解液产生不均匀的沉降，此外，还能促进活性物粒子之间、活性物与集电体之间的接触作用，改善电池在受到振动及在使用时电压异常下降的产生。CMC在负极保护用凝胶剂应用中的具体效果如下：
良好稳定性，不易分层，电池贮存性能好。
可提高电解液吸收率，降低电池内电阻。
常温使用，可防止间歇放电末期端电压的波动。
较好的保液性，电池长期常温或高温保持性能变坏率低。
负极凝胶状态几乎无摇曳性，电池跌落和振动后性能稳定。
与丙烯酸钠搭配，可有效提高电池大电流放电性能。
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