锂电池用CMC-Li及CMC-Na
锂离子电池因其高能量密度和相对简单的反应机制,目前在新能源汽车、储能等领域得到了蓬勃发展。锂离子电池利用Li+在含正极活性物质(LiFePO4/ LiNiMnCoO2/ LiNiCoAlO2/ LiCoO2/ LiMn2O4等)和负极活性物质(石墨、硅碳等)间的脱嵌形成电化学反应进行充放电。
但是正负极活性物质并没有粘附性,无法制成用于制备锂离子电池的极片,所以必须要先混合成浆料,再涂布到用于汇流的集流体金属箔上。粘合剂就是将各种电极活性物质、导电剂等混合制成浆料,并紧密粘接到集流体上。
粘合剂在电池制造过程中的用量不多,但有着重要的辅助功能,是整个电极的力学性能的主要来源,对电极的生产工艺和电池的电化学性能有着重要的影响。
目前国内外电池制造企业广泛采用CMC作为水性体系负极材料的主要粘合剂这得益于CMC材料较好的粘接性、稳定性、导电性等,能够很好地提高浆料粘度,防止浆料沉淀。
图表来自绿能纤材
淤浆法较捏合法具有更高的机械性能 淤浆法制得的CMC,羧甲基在葡萄糖单元AGU的分布情况为C6>C2>C3,而捏合法制的分布为C2>C6>C3,更多的长链C6位的取代,有助于提升断裂伸长率及强度 |
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样品 |
取代度(DS) |
分子量(g/mol) |
断裂伸长率(%) |
强度(MPa) |
CMC-Na捏-1 |
0.62 |
498,000 |
7.28 |
62.7 |
CMC-Na捏-2 |
0.86 |
598,000 |
7.7 |
59.9 |
CMC-Na捏-3 |
1.12 |
646,000 |
6.17 |
64.1 |
CMC-Na-1 |
0.61 |
502,000 |
12.5 |
77.6 |
CMC-Na-2 |
0.85 |
593,000 |
12.4 |
87.2 |
CMC-Na-3 |
1.14 |
640,000 |
13.4 |
82.3 |
数据来自绿能纤材
好的电极粘接剂,不仅有利于电池能量密度的提高,还能起到明显降低电池内阻的作用,对电池的电化学性能也具有重要的影响,获得较多的循环寿命以及改善析锂。在淤浆法生产CMC-Na的基础上,进一步开发出新一代电池粘接胶CMC-Li。
72小时浆料沉降测试 CMC-Li有效提升浆料稳定性 |
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上层 |
CMC-Na |
QL-1 |
QL-2 |
QL-3 |
固含量 |
52.92% |
53.91% |
55.32% |
56.15% |
下层 |
CMC-Na |
QL-1 |
QL-2 |
QL-3 |
固含量 |
52.86% |
54.01% |
55.37% |
56.22% |
数据来自绿能纤材
日本进口CMC-Na 1C放电时出现了少量析锂,而CMC-Li析锂非常轻微及至不可见。
我们用独特的淤浆法保证产品的纯度及稳定性,水溶性更好,不溶物少,胶液溶解充分后无需过筛,与石墨相容,形成柔韧包覆层,保证极片的持久粘接;兼容SBR,保证浆料的流变性和稳定性。
新一代CMC-Li,有效降低内阻,进一步提升电池比容量,大幅提升电池循环效率,带来更高的充放电平台。提升首次效率,明显改善析锂情况,使得锂离子电池更安全。