ব্যাটারিগুলিতে সিএমসি বাইন্ডার প্রয়োগ

জল-ভিত্তিক নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপকরণগুলির প্রধান বাইন্ডার হিসাবে, সিএমসি পণ্যগুলি দেশীয় এবং বিদেশী ব্যাটারি প্রস্তুতকারকদের দ্বারা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। বাইন্ডারের সর্বোত্তম পরিমাণ তুলনামূলকভাবে বড় ব্যাটারি ক্ষমতা, দীর্ঘ চক্রের জীবন এবং তুলনামূলকভাবে কম অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের অর্জন করতে পারে।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলিতে বাইন্ডার অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ সহায়ক কার্যকরী উপকরণ। এটি পুরো ইলেক্ট্রোডের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের মূল উত্স এবং এটি ইলেক্ট্রোডের উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং ব্যাটারির বৈদ্যুতিন রাসায়নিক কর্মক্ষমতা উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। বাইন্ডারের নিজেই কোনও ক্ষমতা নেই এবং ব্যাটারিতে খুব সামান্য অনুপাত দখল করে।

সাধারণ বাইন্ডারগুলির আঠালো বৈশিষ্ট্যগুলি ছাড়াও, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড বাইন্ডার উপকরণগুলিও বৈদ্যুতিনটির ফোলা এবং জারা সহ্য করতে সক্ষম হওয়া প্রয়োজন, পাশাপাশি চার্জ এবং স্রাবের সময় বৈদ্যুতিন রাসায়নিক জারা সহ্য করতে সক্ষম হতে হবে। এটি ওয়ার্কিং ভোল্টেজের পরিসরে স্থিতিশীল থাকে, সুতরাং এমন অনেক পলিমার উপকরণ নেই যা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য ইলেক্ট্রোড বাইন্ডার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

এখানে তিনটি প্রধান ধরণের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি বাইন্ডার রয়েছে যা বর্তমানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়: পলিভিনাইলিডিন ফ্লোরাইড (পিভিডিএফ), স্টাইরিন-বুটাদিন রাবার (এসবিআর) ইমালসন এবং কার্বক্সাইমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি)। এছাড়াও, পলিয়াক্রাইলিক অ্যাসিড (পিএএ), পলিয়াক্রাইলোনাইট্রাইল (পিএএন) এবং পলিয়াক্রাইলেট সহ জল-ভিত্তিক বাইন্ডারগুলি প্রধান উপাদান হিসাবেও একটি নির্দিষ্ট বাজার দখল করে।

ব্যাটারি-লেভেল সিএমসির চারটি বৈশিষ্ট্য

কার্বোঅক্সিমিথাইল সেলুলোজের অ্যাসিড কাঠামোর দুর্বল জলের দ্রবণীয়তার কারণে, এটি আরও ভালভাবে প্রয়োগ করার জন্য, সিএমসি ব্যাটারি উত্পাদনে একটি বহুল ব্যবহৃত উপাদান।

জল-ভিত্তিক নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপকরণগুলির প্রধান বাইন্ডার হিসাবে, সিএমসি পণ্যগুলি দেশীয় এবং বিদেশী ব্যাটারি প্রস্তুতকারকদের দ্বারা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। বাইন্ডারের সর্বোত্তম পরিমাণ তুলনামূলকভাবে বড় ব্যাটারি ক্ষমতা, দীর্ঘ চক্রের জীবন এবং তুলনামূলকভাবে কম অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের অর্জন করতে পারে।

সিএমসির চারটি বৈশিষ্ট্য হ'ল:

প্রথমত, সিএমসি পণ্য হাইড্রোফিলিক এবং দ্রবণীয়, নিখরচায় তন্তু এবং অমেধ্য ছাড়াই পানিতে সম্পূর্ণ দ্রবণীয় করে তুলতে পারে।

দ্বিতীয়ত, প্রতিস্থাপনের ডিগ্রি অভিন্ন এবং সান্দ্রতা স্থিতিশীল, যা স্থিতিশীল সান্দ্রতা এবং আনুগত্য সরবরাহ করতে পারে।

তৃতীয়ত, কম ধাতব আয়ন সামগ্রী সহ উচ্চ-বিশুদ্ধতা পণ্য উত্পাদন করুন।

চতুর্থত, এসবিআর ল্যাটেক্স এবং অন্যান্য উপকরণগুলির সাথে পণ্যটির ভাল সামঞ্জস্যতা রয়েছে।

ব্যাটারিতে ব্যবহৃত সিএমসি সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ গুণগতভাবে এর ব্যবহারের প্রভাবকে উন্নত করেছে এবং একই সাথে বর্তমান ব্যবহারের প্রভাব সহ এটি ভাল ব্যবহারের কার্যকারিতা সরবরাহ করে।

ব্যাটারিগুলিতে সিএমসির ভূমিকা

সিএমসি হ'ল সেলুলোজের একটি কার্বক্সিমিথাইলেটেড ডেরাইভেটিভ, যা সাধারণত কস্টিক ক্ষার এবং একরঙা অ্যাসিডের সাথে প্রাকৃতিক সেলুলোজ প্রতিক্রিয়া জানিয়ে প্রস্তুত করা হয় এবং এর আণবিক ওজন হাজার থেকে কয়েক মিলিয়ন পর্যন্ত থাকে।

সিএমসি হ'ল একটি সাদা থেকে হালকা হলুদ গুঁড়ো, দানাদার বা তন্তুযুক্ত পদার্থ, যার শক্তিশালী হাইড্রোস্কোপিসিটি রয়েছে এবং সহজেই পানিতে দ্রবণীয়। যখন এটি নিরপেক্ষ বা ক্ষারীয় হয়, সমাধানটি একটি উচ্চ-সান্দ্রতা তরল। যদি এটি দীর্ঘ সময়ের জন্য 80 ℃ এর উপরে উত্তপ্ত হয় তবে সান্দ্রতা হ্রাস পাবে এবং এটি পানিতে দ্রবীভূত হবে। এটি 190-205 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উত্তপ্ত হয়ে গেলে বাদামী হয়ে যায় এবং 235-248 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উত্তপ্ত হয়ে গেলে কার্বনাইজ করে।

যেহেতু সিএমসির জলীয় দ্রবণে ঘন হওয়া, বন্ধন, জল ধরে রাখা, ইমালসিফিকেশন এবং সাসপেনশন রয়েছে, তাই এটি সিরামিক, খাদ্য, প্রসাধনী, মুদ্রণ এবং রঞ্জনিক, পেপারমেকিং, টেক্সটাইলস, আবশ্যকীয়, আবশ্যকীয়, আঠালো এবং ওষুধ, উচ্চ-প্রান্তের সিরামিকস এবং লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি প্রায় গ্লোবাম হিসাবে পরিচিত হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

বিশেষত ব্যাটারিতে, সিএমসির ফাংশনগুলি হ'ল: নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড সক্রিয় উপাদান এবং পরিবাহী এজেন্টকে ছড়িয়ে দেওয়া; নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড স্লারি উপর ঘন এবং অ্যান্টি-সিডিমেন্টেশন প্রভাব; বন্ধন সহায়তা; ইলেক্ট্রোডের প্রক্রিয়াকরণ কার্যকারিতা স্থিতিশীল করা এবং ব্যাটারি চক্রের কার্যকারিতা উন্নত করতে সহায়তা করে; মেরু টুকরা, ইত্যাদি এর খোসা শক্তি উন্নত করুন

সিএমসি কর্মক্ষমতা এবং নির্বাচন

ইলেক্ট্রোড স্লারি তৈরির সময় সিএমসি যুক্ত করা স্লারিটির সান্দ্রতা বাড়িয়ে তুলতে পারে এবং স্লারিটি নিষ্পত্তি থেকে রোধ করতে পারে। সিএমসি জলীয় দ্রবণে সোডিয়াম আয়নগুলি এবং অ্যানিয়োনগুলিকে পচে যাবে এবং সিএমসি আঠার সান্দ্রতা তাপমাত্রার বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পাবে, যা আর্দ্রতা শোষণ করা সহজ এবং এর স্থিতিস্থাপকতা দুর্বল।

নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড গ্রাফাইট ছড়িয়ে দেওয়ার ক্ষেত্রে সিএমসি খুব ভাল ভূমিকা নিতে পারে। সিএমসির পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে এর পচন পণ্যগুলি গ্রাফাইট কণার পৃষ্ঠের সাথে মেনে চলবে এবং গ্রাফাইট কণাগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বলের কারণে একে অপরকে পিছনে ফেলবে, একটি ভাল বিচ্ছুরণ প্রভাব অর্জন করবে।

সিএমসির সুস্পষ্ট অসুবিধা হ'ল এটি তুলনামূলকভাবে ভঙ্গুর। যদি সমস্ত সিএমসি বাইন্ডার হিসাবে ব্যবহৃত হয় তবে গ্রাফাইট নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডটি মেরু টুকরাটির চাপ এবং কাটিয়া প্রক্রিয়া চলাকালীন ধসে পড়বে, যা গুরুতর গুঁড়ো ক্ষতিগ্রস্থ হবে। একই সময়ে, সিএমসি ইলেক্ট্রোড উপকরণ এবং পিএইচ মানের অনুপাত দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয় এবং বৈদ্যুতিন শীট চার্জিং এবং স্রাবের সময় ক্র্যাক করতে পারে, যা সরাসরি ব্যাটারির সুরক্ষাকে প্রভাবিত করে।

প্রাথমিকভাবে, নেতিবাচক বৈদ্যুতিন আলোড়নের জন্য ব্যবহৃত বাইন্ডারটি ছিল পিভিডিএফ এবং অন্যান্য তেল-ভিত্তিক বাইন্ডার, তবে পরিবেশ সুরক্ষা এবং অন্যান্য কারণগুলি বিবেচনা করে, এটি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলির জন্য জল-ভিত্তিক বাইন্ডারগুলি ব্যবহার করার মূলধারায় পরিণত হয়েছে।

নিখুঁত বাইন্ডারটির অস্তিত্ব নেই, শারীরিক প্রক্রিয়াকরণ এবং বৈদ্যুতিন রাসায়নিক প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে এমন একটি বাইন্ডার চয়ন করার চেষ্টা করুন। লিথিয়াম ব্যাটারি প্রযুক্তির বিকাশের পাশাপাশি ব্যয় এবং পরিবেশ সুরক্ষা সমস্যাগুলির সাথে জল-ভিত্তিক বাইন্ডারগুলি শেষ পর্যন্ত তেল-ভিত্তিক বাইন্ডারগুলি প্রতিস্থাপন করবে।

সিএমসি দুটি প্রধান উত্পাদন প্রক্রিয়া

বিভিন্ন ইথেরিফিকেশন মিডিয়া অনুসারে, সিএমসির শিল্প উত্পাদন দুটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে: জল-ভিত্তিক পদ্ধতি এবং দ্রাবক ভিত্তিক পদ্ধতি। প্রতিক্রিয়া মাধ্যম হিসাবে জল ব্যবহার করার পদ্ধতিটিকে জল মাঝারি পদ্ধতি বলা হয়, যা ক্ষারীয় মাঝারি এবং নিম্ন-গ্রেডের সিএমসি উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়। প্রতিক্রিয়া মাধ্যম হিসাবে জৈব দ্রাবক ব্যবহারের পদ্ধতিটিকে দ্রাবক পদ্ধতি বলা হয়, যা মাঝারি এবং উচ্চ-গ্রেডের সিএমসি উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত। এই দুটি প্রতিক্রিয়া একটি নাইডারে চালিত হয়, যা গিঁট প্রক্রিয়া সম্পর্কিত এবং বর্তমানে সিএমসি উত্পাদন করার প্রধান পদ্ধতি।

জলের মাঝারি পদ্ধতি: পূর্ববর্তী শিল্প উত্পাদন প্রক্রিয়া, পদ্ধতিটি হ'ল ক্ষার সেলুলোজ এবং ইথেরিফিকেশন এজেন্টকে ফ্রি ক্ষার এবং জলের শর্তে প্রতিক্রিয়া জানানো, যা মাঝারি এবং নিম্ন-গ্রেডের সিএমসি পণ্য যেমন ডিটারজেন্ট এবং টেক্সটাইল সাইজিং এজেন্টদের অপেক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়। জলের মাঝারি পদ্ধতির সুবিধা হ'ল সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তা তুলনামূলকভাবে সহজ এবং ব্যয় কম; অসুবিধাটি হ'ল প্রচুর পরিমাণে তরল মাধ্যমের অভাবের কারণে, প্রতিক্রিয়া দ্বারা উত্পন্ন তাপ তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে এবং পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলির গতি ত্বরান্বিত করে, যার ফলে কম ইথেরিফিকেশন দক্ষতা এবং দুর্বল পণ্যের গুণমান ঘটে।

দ্রাবক পদ্ধতি; জৈব দ্রাবক পদ্ধতি হিসাবেও পরিচিত, এটি প্রতিক্রিয়া হ্রাসের পরিমাণ অনুসারে গিঁট পদ্ধতি এবং স্লারি পদ্ধতিতে বিভক্ত। এর প্রধান বৈশিষ্ট্যটি হ'ল ক্ষারকরণ এবং ইথেরিফিকেশন প্রতিক্রিয়াগুলি জৈব দ্রাবক শর্তে প্রতিক্রিয়া মাধ্যম (পাতলা) হিসাবে পরিচালিত হয়। জল পদ্ধতির প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াটির মতো, দ্রাবক পদ্ধতিতে ক্ষারকরণ এবং ইথেরিকেশনের দুটি পর্যায়ও রয়েছে, তবে এই দুটি স্তরের প্রতিক্রিয়া মাধ্যমটি আলাদা। দ্রাবক পদ্ধতির সুবিধাটি হ'ল এটি জল পদ্ধতিতে অন্তর্নিহিত ক্ষার ভিজানো, চাপ, ক্রাশ এবং বার্ধক্যজনিত প্রক্রিয়াগুলি বাদ দেয় এবং ক্ষারকরণ এবং ইথেরিফিকেশন সমস্ত নেডারে চালিত হয়; অসুবিধাটি হ'ল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা তুলনামূলকভাবে দুর্বল এবং স্থানের প্রয়োজনীয়তা তুলনামূলকভাবে দুর্বল। , উচ্চ ব্যয়।