Министерство науки и высшего образования республики казахстан

«СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ТЕНДЕНЦИИ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В XXI ВЕКЕ»

жүктеу/скачать 7,98 Mb. Pdf көрінісі бет 99/225 Дата 04.12.2023 өлшемі 7,98 Mb. #195036

«СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ТЕНДЕНЦИИ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В XXI ВЕКЕ» «XXI ҒАСЫРДАҒЫ ХИМИЯ ЖӘ НЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯНЫҢ ЗАМАНАУИ ЖЕТІСТІКТЕРІ МЕН ТЕНДЕНЦИЯЛА РЫ» 2 секция. Бейорганикалық заттардың химиясы мен химиялық  технологиясының өзекті мәселелері мен жетістіктері өзекті  мәселелері мен жетістіктері 2 секция. Актуальные проблемы и достижения химии и  химической технологии неорганических веществ FORMATION OF ELECTRODES FOR LITHIUM ION  BATTERIES USING AN AQUEOUS BINDERS ABDRAKHMANOVA A. B. PhD student, Shakarim University, Semey SABITOVA A. N. PhD, Shakarim University, Semey Currently, lithium-ion batteries are one of the most widely used  power sources in military, medical, household and industrial electronic  devices [1]. To date, this type of chemical current sources has the highest  specific energy, but this is not enough even for existing equipment. In  order to achieve the best specific characteristics, research in this area  does not stop and to this day new materials are being searched for, as  well as modification of already used materials. When examining the electrode, it is known that each of its  components (active material, conductive carbon material, current  collector and binder) has a huge contribution to the performance of the  device as a specific capacity, multiple cycling, high-quality charge/ discharge process, etc. The mass fraction of the polymer binder content  in the composite electrode is very small, however, this component plays  a very important role for the electrochemical parameters of devices.  To date, the most common polymer binder for electrochemical energy  storage is polyvinylidene fluoride (PVDF), which, in turn, dissolves  in small types of solvents, and one of them used in the manufacture of  electrodes is N-methyl-2-pyrrolidone [2,3]. This solvent is toxic to the  body, therefore, various polymers that dissolve in more environmentally  friendly solvents are being studied, and as an example, aqueous polymers  can be identified that show quite good results, however, they are much  cheaper, more environmentally friendly, and also make the electrode  manufacturing process faster [4,5]. The purpose of this work was to  develop the technology of forming electrodes using an aqueous solvent  and various carbon conductive additives, as well as to study their effect  on the specific characteristics of electrode materials. During research the forming technology of positive (based on  LiFePO 4 ) and negative electrodes (based on Li4Ti 5 O 12 and graphite)  using aqueous solvents (styrene butadiene rubber (SBR) and  carboxymethylcellulose (CMC)) was optained: the optimal composition  was found, homogeneous electrode coatings were obtained. In order to  understand the behavior of aqueous polymers, more precisely styrene- butadiene rubber and carboxymethylcellulose, electrodes based on them  were obtained separately. The obtained electrode surfaces after drying  using these polymers turned out to be not homogeneous, cracked and  had poor adhesion to aluminum foil, these are samples with a coating  thickness of 400 µm. To solve this problem, it was decided to use these  polymers together in a 1:1 ratio. Since SBR has good elasticity, viscosity,  and CMC - strength. However, it was not possible to obtain satisfactory  results.  Galvanostatic cycling of cells was performed on an 8-channel  analyzer of MTI-BST8-MA power supplies in the voltage range 2-4 V.  The charge/discharge current of the cell was set at the rate of 10 mA  per gram of cathode coating. Figure 1 shows the discharge curves of  cells with a positive electrode based on LiFePO4 and various polymer  binders (4% by weight): SBR, CMC and SBR:CMC. The discharge  current is 10 mA/g. According to this graph (Figure 1), it can be seen that the sample  using SBR as a polymer binder showed the lowest capacity. The sample  with СMC showed the highest capacity.  Despite the fact that the sample using CMC has a higher capacity,  it cannot be used only when creating a composite electrode, because  the electrodes with large thicknesses will crack strongly and have poor  adhesion to aluminum foil. The best option is to use these two polymers  together, despite a slight loss of capacity. 186 187 жүктеу/скачать 7,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу: