Министерство науки и высшего образования республики казахстан


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



Pdf көрінісі
бет99/225
Дата04.12.2023
өлшемі7,98 Mb.
#195036
1   ...   95   96   97   98   99   100   101   102   ...   225
Байланысты:
XXI ҒАСЫРДАҒЫ ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯНЫҢ ЗАМАНАУИ ЖЕТІСТІКТЕРІ МЕН ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ-ХИМИЯ-2023-06-05 14 54 57pm

«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


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   95   96   97   98   99   100   101   102   ...   225




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет