[نص / الطين baiju] الليثيوم معقدة خليط متعدد المراحل هو السائل غير النيوتونية. القطب الموجب الطين المادة الفعالة تحتوي على عامل موصل، الموثق، وتكوين المذيبات. وتشمل الحالية المواد الكاثود بطارية ليثيوم السوق cobaltate الليثيوم، والليثيوم منغنات، يثيوم فوسفات الحديد والمواد ثلاثية وغيرها من المنتجات، وكيل موصل أساسا الكربون الأسود، أنابيب الكربون النانوية، الغرافيت موصل، والموثق إلى النفط مائي الموثق القائم، المذيبات المقابلة هي NMP مذيب الماء منزوع الأيونات والقائمة على النفط مائي.

الأيونات من سلبية قطب كهربائي الطين المادة الفعالة ل، وكيل موصل، الموثق، وهو مثخن ومثل المذيبات مثل الماء متعدد المراحل مزيج مادية. القطب السالب المادة الفعالة أنواع أساسا مختلفة من الجرافيت، والكربون والسيليكون القطب السالب، وهو القطب الموجب وكيل موصل، وكيل موصل، والأنواع المشابهة (أسود الكربون، CNT، VGCF، الخ)، والآن في السوق يتم تحديد عموما السلبي القطب الموثق آمنة بيئيا الموثق مائي مثل CMC، SBR، LA132 وهلم جرا. عند استخدام الليثيوم تيتانات المواد سلبية الكهربائي، يتم تحديد الموثق عموما القائمة على النفط PVDF، لاستخدام NMP كمذيب.

المادة الفعالة، وكيل موصل، دون التصاق المذيبات إلى القطب المعدني، فإنه لا يمكن أن يتم لإعداد بطارية ليثيوم القطب قطعة. الموثق هو عنصر هام من الطين، مستعبدين الجسيمات الموثق المختلفة معا لتشكيل الطين وجود الإلتصاق، التي انضمت بشكل وثيق مع رقائق معدنية معا. الموثق جيدا، وليس فقط مساعدة تحسين كثافة الطاقة بطارية لمقاومة داخلية البطارية أيضا إلى خفض كبير تأثير على أداء الكهروكيميائية للبطارية لديها أيضا تأثير هام.

من وجهة نظر تجهيز القطع القطب الرئيسي لديه متطلبات الأداء التالية الموثق:

1. يتم الحفاظ على اللزوجة من الطين لفترة طويلة لا يمكن الحفاظ عليه. والطين لا يؤدي إلى وضع فشل التسوية.

2. حل حل تركيز عال، وانخفاض حرارة التبخر المطلوبة.

من السهل تشكيل ولا ينتعش 3. المتداول.

4. لا يتم تشكيل مرنة، والقطب في شظايا الكسر.

بيندر ليس فقط حول عملية تصنيع بطاريات الليثيوم، ولكن أيضا لها تأثير هام على أداء الكهروكيميائية من بطاريات الليثيوم، وأداء البطارية من وجهة نظر يتطلب الموثق وجود مثل هذه الخصائص:

1. المواد النشطة جيدا للدولة القابضة.

2. رقائق معدنية ديه التصاق جيدة، ولا يستخدم بالكهرباء والشحن والتفريغ احباط المعدنية جردت.

3. لديها استقرار الكهروكيميائية جيدة على نطاق واسع الجهد.

4 لديه نقطة انصهار أعلى وأدنى نسبة التورم. حتى في درجات حرارة مرتفعة، جنبا الى جنب مع المادة الفعالة من هيكل الموثق تحتاج إلى أن تبقى مستقرة. حصادة غالبا ما تورم ظاهرة، تورم ما هو أبعد من حد معين سوف يؤثر على التوصيل بين المادة الفعالة وجامع الحالي، فإن قدرة البطارية يسبب توهين، كانت ضرورية للسيطرة على نسبة التورم.

الموصلية جيدة أيون والتوصيل الإلكتروني.

A، أداء PVDF

فلوريد البولي فينيل (PVDF) هو مادة البوليمر وجود ثابت العزل الكهربائي العالي، وخصائص درجة الحرارة جيدة والاستقرار الكيميائية، لديه خصائص ميكانيكية ممتازة وللتجهيز، يكون لها تأثير إيجابي على تحسين خصائص لاصقة، غير وتستخدم على نطاق واسع بطاريات الليثيوم ايون الإيجابية والسلبية الموثق القطب. أحادية PVDF هي ذرتين هيدروجين وذرتين الفلور (-CH2-CF2)، وغيرها من التحيز ذرة الهيدروجين الإلكترونية، ويسمى الجهة المانحة. الغيوم الإلكترون التساهمية تميل ذرة الفلور، وبالتالي المشار ذرة الفلور باسم مستقبلات. PVDF شكل بلوري، والأكثر استقرارا نوع من -، بحيث تبقى من غير متبلور. المناطق غير متبلور إلى جزيئات القطبية هي ركيزة جيدة، وطبقة رقيقة من الليثيوم أيون اختراق PVDF منتفخة.

هيكل 1.PVDF من الترتيب الجزيئي للFIG.

PVDF سلسلة الجزيئية وفقا لحجم والوزن الجزيئي يمكن تقسيمها إلى عدة، مثل 7200/5100/9100/9300 مثل. PVDF مسحوق والصمغ وهناك نوعان من المنتجات في السوق، من أجل خفض التكاليف، ومعظم الشركات المصنعة تختار لشراء PVDF مسحوق الغراء ووضعها موضع الاستخدام، أو مباشرة في عملية استخلاص اللب. العوامل التي تؤثر على التصاق PVDF حجم الرئيسي الجزيئي، ودرجة التبلور، PVDF تعديل، وهذا النوع من المواد القطب إيجابية وكيل موصل، وما شابه ذلك. PVDF ارتفاع الوزن الجزيئي، وأقوى التصاق، قشر قوة أكبر قطب قطعة. وكلما ارتفعت درجة التبلور، مكدسة على نحو أوثق بين السلاسل الجزيئية، قوة أكثر الجزيئات، وأفضل التصاق. PVDF كما الموثق مع الليثيوم أداء جيد، تؤثر بشكل رئيسي انحلاله ودرجة الرطوبة على PVDF مسحوق في NMP المذيبات.

PVDF مادة البوليمر المنحل في مذيب أساسا من حجم الجسيمات مسحوق، الوزن الجزيئي، والاستقطاب، وتؤثر على حل درجة حرارة التبلور. وكلما ارتفعت درجة التبلور، المذيب من الصعب اختراق جزيئات المذاب، حل ببطء، وأكبر حجم الجسيمات، وأبطأ حل PVDF، ارتفاع الوزن الجزيئي، وذوبان PVDF أصغر، وارتفاع تركيز من نفس اللزوجة السائل، داخل نطاق معين وارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى ذوبان مسحوق، ولكن درجة الحرارة حل أعلى من 70 قد يسبب تدهور PVDF. بالإضافة إلى إذابة مسحوق PVDF، NMP كمذيب للمياه لأن تسيطر على وجه التحديد، ودرجة امتصاص الماء من NMP القطب الموجب المادة الفعالة، مادة موصلة مثل ماصة خطيرة. وجود الأمونيا الحرة داخل NMP، بعد استيعاب الزيادات درجة الحموضة الطين، فإن الهجوم سيكون مجموعة CF المجاور الأساسية والسندات CH، PVDF هو عرضة للالقضاء رد فعل ثنائي الجزيء، وسوف تشكل جزءا من مزدوجة سلسلة الكربون الكربون في جزيء مفتاح:

2. FIG رد فعل القضاء ثنائي الجزيء

زيادة عدد مترافق يؤدي روابط ثنائية لزيادة اللزوجة من الطين، ودبق الشديد نفس جيلي، لا يمكن أن تطبق بشكل صحيح.

اثنين، CMC، وSBR الأداء

في البداية، الموثق سلبية القطب هو الموثق مثل PVDF اثارة استخدام، ولكن بالنظر إلى أن الاستقطاب خلية خطيرة، وأكثر ملاءمة للبيئة ويمكن أن يحل محل تأثير ملزم المياه، وضعت لاختيار سلبية من الموثق مائي تعتمد على النفط فقد أصبح الاتجاه السائد. الموثق مائي كما الموثق والنفط لديها أداء أفضل، تحديد الجرعة المناسبة، وسيتم تحسين أداء البطارية، ولأنه أكثر أمنا وأكثر ملاءمة للبيئة، وانخفاض التكلفة وغيرها من المزايا، يصبح بطارية ليثيوم أيون الثانوية الاتجاهات والنقاط الساخنة لاصقة البحوث.

كاربوكسيميثيل الصوديوم السليلوز (CMC) هو ملح الصوديوم. CMC هو الأيونية مادة البوليمر الخطية، أبيض أو أصفر قليلا النقي مسحوق ليفي، عديم الرائحة، قابل للذوبان في محلول لزج شفاف من الماء الساخن والبارد والمذيبات القطبية، في إنتاج الطين الكهربائي عندما تضاف إلى تغذية CMC، ويمكن أن تزيد من لزوجة الطين منع الطين من هطول الأمطار. CMC الغراء ورقائق معدنية ديه التصاق جيدة ولها خصائص موصل. انخفاض CMC الغراء اللزوجة مع ارتفاع درجة الحرارة، وسهلة لامتصاص الرطوبة، أقل مرونة. مطاط مطاط صناعي (SBR) هو الموثق مائي، وهي مادة البوليمر وجود المياه الصالحة للشرب ومقاومة الشيخوخة.

FIG الجزيئية هيكل 3.CMC

SBR أقوى نسبيا من المواد اللاصقة، ولكن في اثارة طويلة بسهولة كسر، بحيث تدمير الهيكل، والحد من الإلتصاق بها، عموما أواخر SBR التقيد التحريك. وفي الوقت نفسه تشتت SBR ولا CMC هو جيد، والكثير من SBR لديها أكبر تورم، لذلك لا يمكن تماما SBR كما الموثق. CMC لتفريق الجرافيت الأنود يمكن أن تلعب دورا جيدا. سوف CMC تتحلل في محلول مائي من أيونات الصوديوم والأنيونات، مع زيادة في كمية CMC، منتجات التحلل الانضمام إلى السطح من جسيمات الغرافيت، وجزيئات الغرافيت بسبب قوى كهرباء بين صد بعضها البعض، لتحقيق تشتت جيدة. ومع ذلك، CMC هو أيضا عيوب قاتلة نسبيا، CMC هو هش، وإذا كان كل CMC اختيار والموثق، وقطعة القطب في قرص، عملية قطع الجرافيت الأنود ينهار سوف تكون هناك شروط الغبار الشديدة. وفي الوقت نفسه، فإن نسبة من المواد الكهربائي من قبل CMC، قيمة الرقم الهيدروجيني من تأثير أكبر، قد تصدع قطعة القطب أثناء الشحن والتفريغ، تؤثر بشكل مباشر على سلامة البطارية.

الثالث، حمض بولي اكريليك (دوس) والموثق أملاحه

حمض بولي اكريليك هو بوليمر خطي للذوبان في الماء يمكن أن تتكون مع العديد من أيونات polyacrylates المعدنية، مثل سلسلة الجزيئية للحمض بولي اكريليك والأملاح وجود لها عدد وافر من مجموعات تحتوي على قدم المساواة (-COOH)، وهي مادة قادرة نشاطا من الكربون والسيليكون سطح الرابطة الهيدروجينية، إضفاء قوة ملزمة قوية بين الجزيئات النشطة وجامع الحالي، في حين يخفف أيضا تأثير توسع حجم مادة السيليكون، فمن الممكن لتحسين الأداء دورة للبطارية، لتحسين عمر البطارية من polyacrylate الصوديوم، حمض بولي اكريليك الصوديوم للذوبان في الماء، وجود تأثير سماكة، ويمكن استخدام بطارية ليثيوم أيون كما الطين مغلظة. يوجد حاليا فقد أظهرت الدراسات أن مستويات أعلى من PAA الكربوكسيل CMC-نا أكثر من مناسبة للمواد الأنود القائمة على السيليكون. PAA سي فقط يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية قوية، وقادرة على تشكيل طبقة الطلاء هو أكثر تجانسا من فيلم مماثل CMC-نا SEI على سطح سي، والتحلل من قمع المنحل بالكهرباء، وخصائص الكهروكيميائية من المواد الكهربائي في سي من CMC -Na، PVA وPVDF. عندما الجرافيت PAA كما الموثق سلبية القطب، غشاء يمكن أن تتشكل على سطح القطب الجرافيت، عملية منع رقائقي تقشر الجرافيت الإذابة بالإكترونات الليثيوم أيون المضمنة.

FIG 4.PAA وحدات التركيب الجزيئي

رابعا، تترافلوروإيثيلين (PTFE) بناء

PTFE هو مونومر من صيغة (-CF2-CF2)، PTFE والتصاق ممتازة يمكن أن تتكون من هيكل شبكة مرنة في المصفوفة الكهربائي، في هيكل من هذا القبيل، والمواد النشطة اتصالات جيدة ليس فقط مع بعضها البعض، ومفيدة إلكترونات التوصيل، وأيضا ضد التوسع والانكماش الناجم عن الشحن والتفريغ الكهربائي، وبطارية ليثيوم يمكن أن يكون تحسين الأداء التفريغ ومدة الصلاحية. PTFE في عملية الإنتاج هو أبسط من PVDF، شروطا على أساليب التخزين منخفضة نسبيا، وتكلفة أقل من PVDF، وصديقة للبيئة.

FIG الجزيئية هيكل 5.PTFE

وجدت في بعض الدراسات، وPTFE يزيد من مقاومة الأقطاب، والعودة إلى الوراء أقطاب مخفضة، مما يقلل من القدرة على التصريف من القطب والجهد الكهربائي. ولذلك، فإن كمية PTFE يتم تحديدها وفقا لنظام القطب.

خمسة، البولي فينيل الكحول (PVA)

البولي فينيل الكحول (PVA) هو أبيض إلى أصفر باهت الصلبة، أو مسحوق، هو بوليمر للذوبان في المياه المشتركة، وسلسلة جزيئية تحتوي على الكثير من الجماعات الهيدروكسيل، يمكن أن تشكل الروابط الهيدروجينية على سطح المواد الكربونية سلبية القطب، وكان حسن تماسك. الشكل التي يمكن تقسيمها إلى نديفة، الحبيبية، ومسحوق ثلاثة أنواع، مجموعة واسعة من الاستخدامات من البوليمر للذوبان في الماء. المائية زيادة اللزوجة حل مع تزايد درجة البلمرة، وقوة المذيبات بعد تشكيل الفيلم تم تحسين. لا يتأثر الخفيفة، إضاءة جيدة. العيب هو أن محلول مائي أثناء التخزين، وأحيانا تصبح سامة.

FIG 6.PVA وحدات التركيب الجزيئي

ستة روابط أخرى

على الرغم من أن هناك العديد من أنواع المواد اللاصقة بحث قيد الاستخدام حاليا، ولكن يتم تطبيق كل الموثق نظام الطين، ونقاط القوة والضعف مختلفة. مكونات الموثق التجارية من الموثق ليست بطارية ليثيوم واحدة، النهج المتبع عادة هو تعديل لاصقة، من أجل تحسين أدائها. ويتألف طريقة مزج طريقة تعديل المعدلة، وهي طريقة البلمرة، وتطوير أنظمة الموثق جديدة فضلا عن أساليب تعديل أخرى.

LA132 / LA133 مائي الموثق هو تشتت مائي من الأكريلونيتريل البوليمرات البوليول، وبعد مقاومة جيدة للأكسدة وقدرته التخفيض. هذه المجلدات أفضل الأداء الكلي، يتم إضافة أي وكيل سماكة والمذيبات العضوية عند استخدامها، يمكن أن تقلل بشكل فعال من حيث التكلفة والتلوث البيئي. مقارنة مع PVDF الموثق، LA132 أقل تورم الممتلكات، وبطارية ليثيوم يمكن الوقاية من السقوط من المواد النشطة أثناء الاستخدام. ومع ذلك، في حاجة بالطبع تولي اهتماما للضبط لزوجة الطين، وعملية الطلاء من القطب درجة حرارة قطعة الخبز ليست عالية جدا، أو عرضة للالشباك أو طلاء ظاهرة تكسير.

LEE، الخ عند استخدام اثنين الموثق مائي، polyacrylic حامض بوتيل استر (ببا)، والبولي أكريلونيتريل (PA) كمادة القطب السالب للبطارية ليثيوم أيون الليثيوم الموثق أكسيد الكوبالت، ويمكن الاطلاع على الموثق لتحسين المرونة وتحسين ركوب الدراجات الاستقرار.

بالإضافة إلى الأمثلة المذكورة أعلاه، هناك أنواع عديدة من الموثق تعديلها. بعد ورقة القطب الليثيوم مع لاصقة، بالإضافة إلى ضرورة تلبية التصاق عالية، ومرونة جيدة ولكن أيضا لاصقة، فإنه لا تذوب في المحلول الكهربائي، الاكتناز، وسهولة الاستقرار الكيميائية والكهروكيميائية للطلاء الكهربائي، بالإضافة إلى انخفاض تكلفة، وحماية البيئة، وما إلى ذلك، تريد لتلبية كافة الخصائص هو أكثر صعوبة، والموثق لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه.

المراجع:

تطبيق PVDF الموثق في بطارية ليثيوم أيون.

السيليكون الكربون سلبية مادة القطب والموثق التقدم. جي يانغ يينغ

خصائص الكهروكيميائية سي / B أنود الكربون المغلفة مركب لبطاريات الليثيوم أيون.

الموثق دراسة LA132 الليثيوم cobaltate القطب الموجب تطبيق المواد مائي. CCB الهامش.

رواية والمياه القائمة على كفاءة الموثق مركب لLiCoO2 القطب السالب في بطارية ليثيوم أيون batteries.Lee Jyhtsung.