羧甲基纖維素鈉CMC-Na，簡(jiǎn)稱CMC 。是纖維素的羧甲基醚化物，是鹽。它也是重要的水溶性聚合物之一，一種陰離子型線形高分子物質(zhì)。還是天然纖維素經(jīng)化學(xué)改性后，葡萄糖聚合度為100~2000的纖維素衍生物。呈現(xiàn)白色纖維狀或顆粒狀粉末。

      CMC在水溶液中有增稠、粘結(jié)、保水、乳化及懸浮等作用。用途非常廣泛，俗稱“工業(yè)味精”。在新能源領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景、如下：  

1 、 在造紙工業(yè)中作添加劑可提高紙的縱向強(qiáng)度和平滑度，在涂布加工時(shí)用作黏度調(diào)節(jié)劑，提高紙的印刷可適應(yīng)性。

 2、在石油工業(yè)用作鉆井泥漿的懸浮穩(wěn)定劑，用于石油、天然氣的鉆探、掘井等工程含能使并壁形成薄而堅(jiān)，滲透性低的濾餅。失水量降低能使鉆機(jī)得到低的初切力，使泥漿易于放出裹在里面的氣體，同時(shí)把碎物棄于泥坑中。含 CMC 作鉆井泥漿洗井液處理劑，可抗各種可溶性鹽類的污染。選用 CMC 應(yīng)根據(jù)泥漿種類及地區(qū)、井深等不同條件來決定。

 3、在制藥業(yè)選用適當(dāng)黏度 CMC 作片劑的黏合劑、乳化穩(wěn)定劑，粘結(jié)劑、混懸劑的助懸劑等。

4、陶瓷等生產(chǎn)中用作增稠劑。CMC 加入陶瓷胚料中可增強(qiáng)胚料的粘結(jié)力，使胚體易成型提高抗折強(qiáng)度，提高胚料的穩(wěn)定性，更適用于機(jī)械加工陶瓷制品的加工，提高生胚的加工速度，降低加工成本，同時(shí)可使胚體中水分均勻蒸發(fā)，防止開裂，提高優(yōu)級(jí)品率， 提高釉料的表面張力、能使釉料中的成分均勻分散，可增加泥沙料的塑性，便于胚體成型 增加生胚的抗折強(qiáng)度和釉面的平滑度避免因施釉后胚體強(qiáng)度變化而產(chǎn)生剝落和形成氣泡，減少烘干后釉面針孔從而獲得平滑致密的釉面。

5、CMC 是電池工業(yè)的粘結(jié)劑、分散劑、增稠劑，可以穩(wěn)定極片的結(jié)構(gòu)，防止活性物質(zhì)的沉淀,改善充放電性能。下面來詳細(xì)介紹下：

CMC用于電池的負(fù)極材料中

粘結(jié)劑對(duì)電池的電極性能影響較大，合適的粘結(jié)劑可有效改善電極整體性能，保證活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑與集流體之間接觸一致，從而提高電極的完整性。CMC作為粘結(jié)劑，可廣泛應(yīng)用于鋰電池、天然石墨、中間相碳微球（MCMB）、鈦酸鋰、錫基硅基負(fù)極材料和磷酸鐵鋰正極材料等不同類型的電極材料中，確保電極漿料涂布加工性能優(yōu)、涂層完整、均勻的同時(shí)，可使電池容量、循環(huán)穩(wěn)定性、循環(huán)壽命得到一定提升。CMC在負(fù)極粘結(jié)劑應(yīng)用中的具體效果如下：

1. 使電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和集流體較好的粘結(jié)起來。

2. 降低電池內(nèi)阻，提供電極內(nèi)所需要的電子傳導(dǎo)。

3. 較好的熱穩(wěn)定性使得電池循環(huán)穩(wěn)定及循環(huán)壽命得到提升。

4. 電化學(xué)穩(wěn)定性好，與電極材料和電解液性質(zhì)穩(wěn)定。

5. 維待正負(fù)極活性材料在充放電過程中結(jié)構(gòu)和體積變化。

6. 改善電解液的潤(rùn)浸性，促進(jìn)鋰離子界面?zhèn)鬏敗?/span>

7. 安全、環(huán)境友好、成本低廉。

上圖是不同品質(zhì)CMC涂布后的效果。

     CMC對(duì)天然石墨具有較好的包覆作用，可有效改善天然石墨的界面性質(zhì)，抑制電解液在界面發(fā)生強(qiáng)烈的還原反應(yīng)和防止溶劑化離子插入石墨層造成的結(jié)構(gòu)層離，提高天然石墨的電化學(xué)性能，并且能夠有效的阻止石墨在充放電過程中發(fā)生層狀剝落現(xiàn)象，從而有效的提高復(fù)合炭材料的循環(huán)穩(wěn)定性，改善電池穩(wěn)定及使用性能。CMC在石墨改性應(yīng)用中的具體效果如下：

1. CMC溶解于水中時(shí)，羧甲基及羥基等親水基團(tuán)首先與水分子發(fā)生溶脹，分子鏈團(tuán)聚，CMC可以降低水的表面張力并通過范德華力吸附于非極性石墨表面，改善石墨粒子潤(rùn)濕性。

2. 可阻止溶劑化鋰離子的共嵌入，減弱溶劑分子在炭電極上的還原反應(yīng)。

3. 經(jīng)包覆處理后，石墨循環(huán)性能得到明顯提高，有效抑制了石墨的容量衰減。

4. 能有效提高放電平臺(tái)及放電容量保持率。

CMC作為凝膠劑可使活性物質(zhì)與電解質(zhì)形成穩(wěn)定均勻分散的膏體，使活性物粒子周圍能均勻地保持電解液，保證活性物顆粒表面在電池放電時(shí)各部位有均勻、充足的電解液覆蓋，同時(shí)防止膏體在貯存過程中活性物粒子與電解液產(chǎn)生不均勻的沉降，此外，還能促進(jìn)活性物粒子之間、活性物與集電體之間的接觸作用，改善電池在受到振動(dòng)及在使用時(shí)電壓異常下降的產(chǎn)生。CMC在負(fù)極保護(hù)用凝膠劑應(yīng)用中的具體效果如下：

1. 良好穩(wěn)定性，不易分層，電池貯存性能好。

2. 可提高電解液吸收率，降低電池內(nèi)電阻。

3. 常溫使用，可防止間歇放電末期端電壓的波動(dòng)。

4. 較好的保液性，電池長(zhǎng)期常溫或高溫保持性能變壞率低。

5. 負(fù)極凝膠狀態(tài)幾乎無搖曳性，電池跌落和振動(dòng)后性能穩(wěn)定。

6. 與丙烯酸鈉搭配，可有效提高電池大電流放電性能。

棉顆粒作為反應(yīng)物，高浴比有機(jī)溶劑下呈漿粥或者懸浮狀態(tài)，充分接觸均勻反應(yīng)。

原料

捏合機(jī)法：短絨棉（短絨棉是有經(jīng)剝絨機(jī)剝下的經(jīng)過軋花后的棉毛籽殘留纖維。主要由“毛頭”的較長(zhǎng)纖維，毛籽上被壓斷的纖維和棉籽表皮天然生長(zhǎng)成的一層短密纖維三部分組成）

淤漿法：棉顆粒、棉粉（棉花粉為純棉，由棉朵經(jīng)專用機(jī)械粉碎至10-100目的細(xì)粉，產(chǎn)品為粉裝）

工藝條件

捏合機(jī)法：1、液固比小。2、反應(yīng)時(shí)間短（約2小時(shí)）。3、溫度不可控（捏合機(jī)無法調(diào)溫）。4、擠壓吸收反應(yīng)（塊狀原料半干過程）。

淤漿法：1、大浴比（反應(yīng)環(huán)境均衡、充分）。2、反應(yīng)充分徹底（約5小時(shí)）3、精確控溫（反應(yīng)釜循環(huán)智能控溫）。4、恒溫?cái)嚢瑁ù笤”瘸浞纸�泡）�?/p>

產(chǎn)品特點(diǎn)

捏合機(jī)法：分子量粘度分布范圍寬；取代不均，均勻性、穩(wěn)定性較差；生纖維殘留多。

淤漿法：分子量粘度分布范圍窄；均勻性、穩(wěn)定性好；斷裂伸長(zhǎng)率和柔韌性好，改善加工性能。

總的來說，淤漿法是優(yōu)于捏合機(jī)法的。由捏合機(jī)法生產(chǎn)出來的CMC只能用于食品、醫(yī)藥、建筑、石油等對(duì)精度純度要求不高的行業(yè)。用于鋰電池等領(lǐng)域的話，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)很高。而由淤漿法生產(chǎn)的CMC可以用于鋰電池、超級(jí)電容器等對(duì)產(chǎn)品精度、純度以及安全性能要求很高的領(lǐng)域。

 總之，CMC作為一種新型的材料，具有廣闊的應(yīng)用前景和優(yōu)勢(shì)。雖然它在應(yīng)用中面臨一些挑戰(zhàn)，但通過科研人員的不懈努力和技術(shù)的不斷創(chuàng)新，相信這些挑戰(zhàn)會(huì)被逐步克服。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，CMC在未來的能源領(lǐng)域中將發(fā)揮越來越重要的作用。