HPC в производстве аккумуляторов. HPC — это неионогенный эфир целлюлозы высокой чистоты, отличающийся отсутствием ионов натрия, двойной растворимостью в воде и спирте, сдвиговым разжижением, термическим гелеобразованием при повышенных температурах, а также возможностью удаления без остатка посредством низкотемпературной промывки водой. Он применяется в четырёх основных областях: литий-ионные аккумуляторы, водные цинк-ионные аккумуляторы, твёрдотельные аккумуляторы и керамические покрытия сепараторов, выступая в качестве специального защитного коллоида, а также диспергирующего и загущающего агента для аккумуляторов высокого класса.
Подготовка суспензии для анодов литий-ионных аккумуляторов (наиболее распространенный сценарий коммерческого применения)
1. Защитный коллоид для диспергирования порошка
Гидроксильные группы на молекулярных цепях адсорбируют графит, частицы нанокремнезема и углеродные нанотрубки, обеспечивая разделение порошков за счет стерического препятствия, что позволяет избежать агломерации нанопроводящих агентов. Суспензия остается однородной без расслоения или осаждения при отстаивании, что обеспечивает высокоскоростное нанесение покрытия через щелевую матрицу без микроотверстий и дефектов в виде выступающих частиц.
2. Регулирование реологических характеристик для обеспечения совместимости при высокоскоростном нанесении покрытий
Он демонстрирует сдвиговое разжижение: вязкость снижается при перемешивании или нанесении на лопасти для обеспечения плавного перекачивания, а в статическом состоянии вязкость быстро восстанавливается, что предотвращает провисание краев и неравномерность толщины электродных листов.
3. Совместимость с высоконабухающими кремний-углеродными анодами
После высыхания образуется гибкая тонкопленочная пленка, которая компенсирует объемное расширение кремниевых материалов во время заряда и разряда, что снижает риск растрескивания электродов и отслоения активного материала, а также значительно продлевает срок службы при многоцикловой эксплуатации.
4. Высокая чистота при низком уровне ионного загрязнения (основное преимущество по сравнению с CMC)
CMC представляет собой анионную натриевую соль, которая вносит примеси ионов натрия, способные вызывать побочные реакции в аккумуляторах с высокой энергией и мощностью.
Неионогенный электролит HPC электронного качества содержит крайне низкие концентрации ионов металлов и подходит для литиевых аккумуляторов высококачественной бытовой электроники и литиевых аккумуляторов для автомобилей.
5. Временная защитная пленка для защиты технологического процесса
После нанесения и высыхания HPC образует на поверхности электродов защитную пленку, предотвращающую истирание и высыпание активных материалов во время каландрирования, продольной резки и транспортировки. Пленку можно полностью удалить с помощью чистой воды или спирта без образования углеродных остатков.
Добавка для керамических покрытий сепараторов литий-ионных аккумуляторов
1. Выступает в качестве диспергатора для керамических порошков на основе оксида алюминия/бёмита, обеспечивая стабилизацию керамических суспензий и образование однородных, плотных покрытий.
2. Улучшает смачиваемость сепараторов электролитом, снижает межфазное сопротивление и повышает эффективность быстрой зарядки.
3. Модифицирует сепараторы из полиэтилена (PE) и полипропилена (PP) с целью повышения термостойкости, снижения коэффициента термической усадки и улучшения термической безопасности аккумуляторов.
Добавка для водных катодных суспензий (трёхкомпонентные катоды / катоды на основе литий-железо-фосфата)
1. Равномерно распределить литий-железо-фосфат и нано-проводящий углерод, обеспечив превосходную стабильность суспензии при хранении.
2. Высокая электрохимическая инертность приводит к уменьшению количества пограничных побочных реакций в высоковольтных катодных системах и к более медленному снижению ёмкости аккумулятора.
3. Подходит для использования в качестве катодной краски при 3D-печати; формованная структура не имеет провалов или разрывов, а толщина электрода остается равномерной и стабильной.
Подложка для гелевых твердотельных электролитов (передовая область накопления энергии)
1. Материал HPC можно смешивать с литиевыми солями для получения гибких гелевых электролитов, которые сочетают в себе высокую ионную проводимость жидких электролитов и преимущества твердотельных аккумуляторов, связанные с отсутствием утечек.
2. Трехмерная полимерная сеть сдерживает улетучивание электролита, снижает испарение растворителя и подавляет побочные реакции на границах раздела электродов.
3. Из него можно наносить ультратонкие пленки электролита, применимые в миниатюрных аккумуляторах типа «пауч» и бытовых аккумуляторах для накопления энергии.
Водяные цинк-ионные батареи (новый тип безопасного накопителя энергии)
Смесь HPC с солями цинка используется для изготовления искусственных защитных слоев для цинковых анодов, что представляет собой передовое промышленное решение
