锂电池用CMC-Li及CMC-Na

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

样品

取代度(DS)

分子量(g/mol)

断裂伸长率(%)

强度(MPa)

CMC-Na-1

0.62

498,000

7.28

62.7

CMC-Na-2

0.86

598,000

7.7

59.9

CMC-Na-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

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。

 

 

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