Alkaline Silica Sol Leverandører

Bagaimana pH yang tinggi Alkaline Silica Sol mempengaruhi kestabilan ikatan elektrod bateri?

Peranan utama sol silikon alkali dalam elektrod bateri

Alkaline Silica Sol adalah pengikat penting dalam pembuatan elektrod bateri lithium-ion. Ciri-ciri pH yang tinggi (biasanya antara 9-11) mempunyai kesan mendalam terhadap prestasi elektrod. Penyelesaian koloid ini dibentuk dengan menyebarkan zarah silika nanoscale dalam medium alkali semakin disukai oleh pengeluar bateri kerana sifat kimianya yang unik. Semasa proses penyediaan elektrod, ciri -ciri pH tinggi alkali silika sol bukan sahaja dapat meningkatkan kekuatan ikatan antara bahan aktif dan pemungut semasa, tetapi juga meningkatkan prestasi rheologi buburan elektrod, meningkatkan kestabilan mekanikal struktur elektrod, dan mengoptimumkan ciri -ciri antara muka elektrod/elektrolit.

Mekanisme pengaruh pH tinggi terhadap kestabilan ikatan

Persekitaran pH tinggi silika alkali SOL secara berkesan dapat mengaktifkan permukaan bahan elektrod. Mengambil bahan elektrod positif LIFEPO₄ sebagai contoh, di bawah pH> 10, tahap hidroksilasi pada permukaan bahan adalah bertambah baik, yang mewujudkan keadaan yang ideal untuk pembentukan ikatan kimia Si-O-M yang kuat dalam kumpulan hidroksil silikon (SI-OH) dalam silika sol ke permukaan yang aktif. Tenaga ikatan ikatan kimia ini jauh lebih tinggi daripada penjerapan fizikal tradisional, yang dapat meningkatkan kekuatan kulit elektrod sebanyak 30-50%. Pada masa yang sama, nilai pH yang tinggi menjadikan zarah SIO₂ lebih caj negatif, yang menghalang aglomerasi dengan meningkatkan penolakan elektrostatik antara zarah. PH tinggi yang sesuai juga boleh melambatkan transformasi sol-gel dan memanjangkan hayat slurry yang terpakai. Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan bahawa pH yang berlebihan (> 11.5) akan mempercepatkan gelation dan mempengaruhi prestasi proses.

Dalam aplikasi praktikal, kerajang aluminium sebagai pemungut semasa elektrod positif akan membentuk lapisan passivasi alumina padat di bawah keadaan alkali. Di satu pihak, ia dapat meningkatkan ikatan antara sol silikon dan kerajang, tetapi sebaliknya, kakisan yang berlebihan boleh menyebabkan peningkatan rintangan hubungan. Oleh itu, adalah penting untuk mengawal selang pengoptimuman antara pH 10.0-10.8. Dalam hal ini, silika alkali khas Sol (pH = 10.5 ± 0.3) yang dibangunkan oleh Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd. berkesan mengawal tindak balas antara muka sambil memastikan prestasi ikatan. Sebagai pengeluar produk silikon bukan organik profesional, syarikat itu mempunyai lebih daripada 20 tahun pengalaman industri. Pasukan teknikalnya mempunyai pandangan yang unik ke dalam kawalan mikrostruktur silika koloid dan silikat, dan dapat menyediakan penyelesaian sol silikon yang disesuaikan untuk sistem bateri yang berbeza.

Proses Kelebihan Silika Alkali Sol

Alkaline Silicon Sols menunjukkan pelbagai kelebihan dalam proses pembuatan bateri. Pertama, ciri-ciri pH yang tinggi adalah kondusif untuk pembentukan struktur rangkaian tiga dimensi yang lebih seragam semasa proses pengeringan elektrod. Struktur ini bukan sahaja memberikan sokongan mekanikal yang sangat baik, tetapi juga mengekalkan keliangan elektrod, yang kondusif untuk penyusupan elektrolit. Kedua, berbanding dengan pengikat PVDF tradisional, sistem sol silikon tidak memerlukan penggunaan NMP dan pelarut organik lain, yang sangat mengurangkan kos pengeluaran dan beban alam sekitar. Di samping itu, sol silika alkali mempamerkan kestabilan yang lebih baik di bawah keadaan suhu tinggi, yang amat penting untuk proses elektrod yang memerlukan rawatan suhu tinggi. Data eksperimen menunjukkan bahawa elektrod yang disediakan dengan pengikat sol silikon dengan pH yang dioptimumkan dapat mengekalkan kekuatan ikatan awal lebih dari 90% selepas rawatan haba pada 200 ° C.

Perlu diingat bahawa sifat rheologi silika alkali sol berkait rapat dengan pH. Dalam julat pH yang tinggi, silika sol mempamerkan tingkah laku penipisan ricih sederhana, yang membolehkan buburan elektrod mempunyai sifat salutan yang baik dan dengan cepat dapat memulihkan kekuatan struktur selepas ricih dihentikan, menghalang penyelesaian bahan aktif. Ciri -ciri rheologi yang unik ini amat penting untuk penyediaan elektrod tebal, yang merupakan salah satu sebab mengapa lebih banyak pengeluar bateri kuasa mula menggunakan sistem sol silikon alkali.

Cabaran dan penyelesaian permohonan

Walaupun sol silika alkali mempunyai banyak kelebihan, mereka masih menghadapi beberapa cabaran dalam aplikasi praktikal mereka. Pertama sekali, isu kawalan pH yang tepat. Sistem bateri yang berbeza mungkin mempunyai perbezaan dalam keperluan pH untuk sol silikon dan perlu diselaraskan mengikut keadaan tertentu. Yang kedua ialah isu keserasian dengan bahan bateri lain, terutamanya untuk beberapa bahan elektrod baru yang sensitif terhadap persekitaran alkali. Di samping itu, kestabilan proses dalam pengeluaran berskala besar juga merupakan faktor penting yang perlu dipertimbangkan.

Sebagai tindak balas kepada cabaran -cabaran ini, industri telah membangunkan pelbagai penyelesaian. Teknologi pengubahsuaian permukaan boleh menyesuaikan sifat permukaan zarah sol silikon untuk menyesuaikan diri dengan julat pH yang lebih luas; Menambah penstabil tertentu dapat meningkatkan keserasian sol silikon dengan bahan sensitif; dan kawalan proses pengeluaran maju dapat memastikan konsistensi produk. Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd. Dengan pengalaman pengeluarannya yang luas dan pasukan teknikal yang kuat, ia dapat memberikan sokongan teknikal yang komprehensif dari pelarasan pH kepada pengoptimuman formula. Produknya telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang pembuatan bateri. Syarikat ini mempunyai 18 MU asas pengeluaran moden dengan kapasiti pengeluaran tahunan lebih daripada 200,000 tan, yang dapat memenuhi keperluan pelanggan dengan saiz yang berbeza.

Trend Pembangunan Masa Depan

Memandangkan teknologi bateri berkembang ke arah ketumpatan tenaga yang tinggi dan kos rendah, prospek aplikasi alkali silika sol akan lebih luas. Dalam bidang bateri pepejal, sol silikon alkali dijangka berfungsi sebagai lapisan pengubahsuaian antara muka antara elektrolit pepejal dan elektrod; Dalam sistem elektrod negatif berasaskan silikon, kesan penimbunan yang unik dapat membantu mengurangkan masalah pengembangan jumlah; Dan dalam sistem baru seperti bateri natrium ion, sol silikon alkali juga menunjukkan kebolehsuaian yang baik. Pada masa akan datang, dengan mengoptimumkan nilai pH dan kimia permukaan dan membangunkan produk sol silikon komposit dengan pelbagai fungsi akan menjadi arahan penting untuk pembangunan teknologi.