粘結(jié)劑是制備鋰離子電池必須使用的重要材料之一,在鋰電池中擔(dān)任極其重要的角色。其主要作用是將電極活性物質(zhì)、電極集流體和導(dǎo)電劑粘結(jié)在一起,使它們之間具有良好的整體連接性,這樣不僅減小電極的阻抗,而且使電極片具備良好的可加工性能和機(jī)械性能,從而滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。因此,選擇優(yōu)良的粘結(jié)劑并進(jìn)行優(yōu)化對(duì)鋰電池的的發(fā)展,具有極其重要的價(jià)值。本文以微晶纖維素、氯乙酸鈉、氫氧化鈉等為原料,采用大浴比淤漿法,分堿化、醚化兩個(gè)步驟,并進(jìn)行多次堿化和醚化制備不同取代度(DS)的羧甲基纖維素鈉(CMC),并采用紅外光譜(FT-IR)、核磁碳譜(13C-N-MR)、X射線衍射(XRD)對(duì)原料和產(chǎn)品進(jìn)行表征。將制備的取代度為0.23、0.43、0.55、0.72、0.86的CMC作為鋰離子電池負(fù)極硅基粘結(jié)劑組裝成扣式電池,并對(duì)硅負(fù)極采用了恒流充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗、倍率性能等表征方式進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,以DS=0.55的CMC為粘結(jié)劑制備的硅負(fù)極首次循環(huán)和第50次循環(huán)的放電比容量分別是2917.0 mAh/g,1607.6 mAh/g,電化學(xué)性能優(yōu)于以低取代度0.23、0.43及高取代度0.72、0.86的CMC為粘結(jié)劑制備的硅負(fù)極。其次,探討了在鋰離子電池制備過(guò)程中的一些因素對(duì)其性能的影響,如CMC與去離子水的配比,壓制工藝對(duì)鋰電池性能的影響。在選擇相應(yīng)的條件后,將制備的不同取代度(0.23-0.86)的低聚合度CMC,并和4種商用高聚合度CMC分別應(yīng)用于硅負(fù)極,進(jìn)行了循環(huán)性能的比較;然后制備了低聚合度CMC/SBR電極,進(jìn)行了一系列的電化學(xué)性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用低聚合度CMC的電極的電化學(xué)性能優(yōu)于商用高聚合度CMC,CMC/SBR電極的電化學(xué)性能不如單獨(dú)使用CMC制備電極的電化學(xué)性能,這表明,在使用自制低聚合度CMC作粘結(jié)劑時(shí),不需要加入SBR就能表現(xiàn)出相對(duì)優(yōu)異的電化學(xué)性能,這充分表明了自制CMC相對(duì)于商用CMC在鋰離子電池應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)性;并且沒(méi)有SBR的加入,既節(jié)約了用料成本,又能節(jié)約電池內(nèi)部空間,這為以后加入有效的電極材料提供了良好的空間。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2871573