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聚合物天然粘结剂壳聚糖(chitosan,CS)

时间:2019-06-08 21:19来源:海猎人

壳聚糖

壳聚糖(chitosan,CS)是由甲壳素经脱乙酰作用得到的一种白色或灰白色半透明的片状或粉状固体,无臭、无味、无毒。化学名称为 聚合物天然粘结剂壳聚糖(chitosan,CS) - 海猎网-海猎人, 分子式为 聚合物天然粘结剂壳聚糖(chitosan,CS) - 海猎网-海猎人,结构式如图4.37所示,每个结构单元中都含有一个羟基 和一个氨基[9192]。以壳聚糖为基础的水溶性浆料具有良好的黏度,被认为是有 效的电极黏结剂,在石墨、硅基、LiFeP04等电极中都有相关研究。

聚合物天然粘结剂壳聚糖(chitosan,CS) - 海猎网-海猎人

Chen等[93]发现,与利用氢键或者范德华作用力的传统黏结剂相比,CS上的 氨基很容易与戊二醛(GA)上的醛基发生交联形成具有强黏结性的三维网络结构, 从而限制了活性物质的移动[作用原理见图4.38 (a)]。这种改性的壳聚糖黏结剂的溶胀率仅为12%,低于PVDF黏结剂(136%),表明这种交联黏结剂更像一个 稠密的网络结构阻碍了电解液的渗入。另外,当加入3%GA时这种交联黏结剂可 以达到最大的拉伸强度(43.2MPa),原因是引入一个共价键在CS中和GA之间 形成共价交联,导致抗拉强度显著提高。图4.38 (b)显示以CS-GA制备的硅负 极的初始充、放电容量分别为2709mA.h/g、3023mA.h/g,库仑效率高达89.6%。
 
聚合物天然粘结剂壳聚糖(chitosan,CS) - 海猎网-海猎人
国内锂电行业中,青岛储能产业技术研究院开发的丙烯腈改性壳聚糖类黏结 剂在锂离子电池中具有良好的性能,其主要产品参数如表4.5所示。


表4.5青岛储能产业技术研究院产品参数
 


 


检测项目 规格
外观 浅黄色乳胶
主要成分 丙烯腈改性壳聚糖衍生物
黏度 5000〜8000cP (25℃) (lcP=10Pa-s)
固含量 10% ±0.2%
pH 7〜9
物理稳定性 35m/s高速剪切无变化
热分解温度 >250C
聚合物分子量 约65万
聚合物玻璃化转变温度 60℃

续表

检测项目 规格
电化学稳定窗口 >5V
过渡金属含量 <100ppm
冻融性 -20℃冷冻恢复无变化
保质期 1年
溶胀特性 制成极片电解液,常温浸泡12h厚度变化<5%
分散性 细度<25μm  (制成锂离子电池石墨负极浆料)
分散稳定性 24h固含量变化<2% (锂离子电池负极浆料)
黏结性能 极片剥离强度>30N/m (极片黏结剂含量不超过4%)
 

 

注:ppm 为 10-6
 


 
 
 

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