电池级CMC

 1. 在阴阳极粘结剂中的应用

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在阴、阳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

*将电极材料牢牢的固定在集流体上

*优异的导电性降低电极材料与集流体间的阻抗

*极好的电化学特性可获得较大电池容量

*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

*可缓冲锂离子电池充放电中体积膨胀/收缩现象

*用量少，粘结强度好，且电池放电负荷小

*安全、环境友好、成本低廉

2. 在阴极保护用凝胶剂中的应用

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在阴极保护用凝胶剂应用中的具体效果如下：

*较好的粘性和吸液性，线性抗拉强度高

*具一定粘度，可有效防止电池活性物脱水

*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

3. 在硅基电极中的应用

将CMC应用于硅基电极中，除其具有的热稳定性、导电性及电化学特性外，CMC与硅之间存在强烈的氢键作用，这种氢键具有自修复能力，可调节材料在循环过程中不断增大的应力作用，从而保持材料结构的稳定，且容量能够在至少100次循环中保持在1000mAh/g以上，库仑效率接近99.9%。CMC在硅基电极应用中的具体效果如下：

*CMC具有强剪切稀化特征，可调节料浆流变性能

*拥有较好的循环性能、初始可逆容量及更好的容量保持率

*可有效缓冲硅基电极体积膨胀变化，从而改善电极的可逆

*对力学稳定和化学稳定具双重优化作用，可促进稳定SEI膜的形成

*CMC与硅粒子相互作用，有利于减少硅基电极体积膨胀所造成的伤害

*有效抑制高反应活性Li-Si合金和电解液间副反应，提升电极电化学循环的库仑效率

*与其他胶粘剂配合使用，可提高两者粘接强度和电极活化性能

4. 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：

*形成的树脂炭能够允许锂离子通过树脂炭向天然石墨内部扩散

*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