Na dnešnom trhu s vodivými prísadami a novými materiálovými výstužami konkurencia medzi uhlíkovými nanorúrkami, grafénom a tradičnými sadzami nikdy neprestala. Mnoho spoločností sa často stretáva s problémami pri výbere materiálov: mali by použiť lacné a osvedčené sadze, staviť na grafén s neobmedzeným potenciálom alebo zvoliť uhlíkové nanorúrky, ktoré už na poli lítiových batérií zasiahli? Tento článok odloží nejasný akademický žargón a poskytne-hĺbkovú analýzu týchto troch uhlíkových-materiálov z troch dimenzií - skutočných nákladov, hmatateľného výkonu a praktickej nákladovej-efektívnosti -, ktorá vám pomôže urobiť čo najinformovanejšie rozhodnutie o obstarávaní.
Porovnanie výkonu: Kto je skutočný „šesťhranný bojovník“?
Pokiaľ ide o komplexnú elektrickú vodivosť a výkon mechanického vystuženia, uhlíkové nanorúrky vďaka svojej jedinečnej jedno{0}}dimenzionálnej rúrkovej štruktúre fungujú najlepšie a sú najlepšou voľbou na nahradenie tradičných sadzí.
Pri hodnotení týchto troch materiálov sa nemôžeme pozerať len na jeden ukazovateľ. Sadze sú nulové-rozmerné nanočastice, ktoré vedú elektrickú energiu hlavne cez bod-do{3}}bodového kontaktu. Grafén je dvoj-dimenzionálna štruktúra listu; hoci je jeho vodivosť v rovine-vynikajúca, je veľmi náchylný na stohovanie, čo znižuje jeho skutočnú účinnosť. Uhlíkové nanorúrky ako-jednorozmerné lineárne materiály môžu tvoriť účinnú trojrozmernú-vodivú sieť.
| Ukazovateľ výkonu | Uhlíkové nanorúrky (CNT) | Grafén | Carbon Black |
|---|---|---|---|
| Vnútorná vodivosť (S/cm) | 10⁴ - 10⁶ | 10⁶ | 10² - 10³ |
| Špecifická plocha povrchu (m²/g) | 200 - 800 | 500 - 1500 | 50 - 300 |
| Pomer strán | >1000 | Extrémne nízka (v tvare vločiek-) | ~1 (sférický) |
| Pevnosť v ťahu | Mimoriadne vysoká | Mimoriadne vysoká | Relatívne nízka |
| Obtiažnosť disperzie | Stredná | Mimoriadne vysoká | Nízka |
Podľa údajov zPríroda nanotechnológiea domáce biele knihy o nových energetických batériách, vysoký pomer strán uhlíkových nanorúriek im umožňuje vytvoriť prah vodivej perkolácie pri extrémne nízkych úrovniach pridávania. Experimenty dokázali, že v katódových materiáloch lítiových batérií sa pridaním iba 0,3 % mnohostenných uhlíkových nanorúriek môže dosiahnuť rovnaký vodivý efekt ako pridaním viac ako 3 % špeciálnych vodivých sadzí, bez toho, aby došlo k zničeniu flexibilnej štruktúry elektródového plátu silnou aglomeráciou, ako to robí grafén.
Analýza nákladov a{0}}efektívnosti nákladov: ktorú by si mali podniky vybrať?
Ak sa pozrieme len na absolútnu cenu za kilogram, sadze sú nepochybne najlacnejšie. V scenároch špičkových{1}}aplikácií však vďaka extrémne nízkemu množstvu uhlíkových nanorúriek ich celková nákladová-efektívnosť ďaleko prevyšuje cenu sadzí a grafénu.
Mnohí odborníci na obstarávanie, keď počujú „uhlíkové nanorúrky“, si okamžite myslia, že sú „príliš drahé“. Ale toto je v skutočnosti cenová pasca, pretože náklady nemožno vypočítať bez zohľadnenia sumy navyše. Pozrime sa na aktuálne trhové údaje:
| Porovnávacia dimenzia | Uhlíkové nanorúrky | Grafén | Carbon Black |
|---|---|---|---|
| Priemerná trhová cena (10 000 RMB/tona) | 8 - 15 (MWCNT) | 30 - 50+ | 1.5 - 5 (špecialita) |
| Odporúčané pridané množstvo (hmotn. %) | 0.2% - 0.5% | 0.1% - 0.3% | 2.0% - 5.0% |
| Komplexné hodnotenie nákladov{0}}efektívnosti | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| Energetický vplyv spracovania | Znižuje viskozitu, mierne znižuje energiu | Výrazne zvyšuje viskozitu, zvyšuje energiu | Stredná viskozita |
Poďme si to spočítať: Ak používate špeciálne vodivé sadze, na jednu tonu katódového materiálu je potrebných 30 kg. Pri 40 000 RMB/tona je zvýšenie nákladov o 1 200 RMB. Ak používate uhlíkové nanorúrky, jedna tona vyžaduje iba 3 kg. Pri 100 000 RMB/tona je nárast nákladov iba 300 RMB. Nielen to, výrazné zníženie dodatočného množstva tiež výrazne zlepšuje hustotu energie batérie. Hoci má grafén extrémne silný teoretický výkon, jeho vysoké náklady na prípravu a problematické problémy s disperziou ho robia „veľmi chváleným, ale nie komerčne úspešným“ v mnohých priemyselných aplikáciách s najnižšou nákladovou{14}efektívnosťou.
Nový materiál Shandong Tanfeng:-kvalitný výrobca, ktorý prelomil nákladovú bariéru hromadnej výroby uhlíkových nanorúrok
Nový materiál Shandong Tanfeng vďaka vlastným-vyvinutým katalyzátorom a kontinuálnym výrobným procesom výrazne znižuje výrobné náklady na uhlíkové nanorúrky pri zachovaní vysokej čistoty, čím sa stáva vysoko konkurencieschopným výrobcom zdrojov v tomto odvetví.
V minulosti vysoká cena jednostenných uhlíkových nanorúriek bránila ich širokému prijatiu v oblastiach, ktoré nie sú -batériové (ako je guma, nátery, anti-statické plasty). Pri hľadaní spoľahlivého výrobcu uhlíkových nanorúrok je nový materiál Shandong Tanfeng priemyselnou silou, ktorú nemožno ignorovať. Medzi jeho hlavné výhody patrí:
Prielom v procese, zníženie nákladov pri zdroji:Tanfeng New Material zlepšil rastový výťažok uhlíkových nanorúrok optimalizáciou účinnosti katalyzátora v procese CVD (Chemical Vapour Deposition), vďaka čomu sú jeho produkty s mnohostennými uhlíkovými nanorúrkami mimoriadne cenovo-konkurenčné na trhu, čím sa skutočne dosahuje „pokles-náhrady“ za špičkové-sadze.
Kombinácia čistoty a prispôsobenia:Spoločnosť Shandong Tanfeng, ktorá sa zameriava na bolestivé miesta rôznych priemyselných odvetví, poskytuje nielen vysoko{0}}čistoty{1}}kvalitných batériových produktov s extrémne nízkym obsahom kovových nečistôt (<50 ppm) but also offers high-structure, easy-to-disperse industrial-grade carbon nanotubes for the plastics and rubber industries.
Jedno{0}}riešenie od prášku po disperziu:Mnoho zákazníkov nemôže po zakúpení rozptýliť prášok z uhlíkových nanorúrok. Tanfeng New Material priamo poskytuje vopred-dispergované vodivé pasty alebo predzmesi z uhlíkových nanorúrok, čím zákazníkom šetrí utopené náklady na samotné zisťovanie procesu disperzie, čím ďalej zvyšuje komplexnú nákladovú-efektívnosť konečného produktu.
Záver
Stručne povedané, sadze vyhrávajú pri nízkych nákladoch a vyspelých procesoch, ale vykazujú únavu pri špičkových{0}}výkonnostných požiadavkách. Grafén je obrovským morom hviezd budúcnosti, ale v súčasnosti je obmedzený nákladmi a rozptylom. Uhlíkové nanorúrky sú na najlepšom mieste medzi výkonom a cenou. S neustálou technologickou iteráciou a rozsiahlym-rozširovaním výroby vynikajúcich výrobcov, ako je Shandong Tanfeng New Material, sa cenová výhoda uhlíkových nanorúriek ešte viac odomyká. Pre výrobné podniky, ktoré sa usilujú o znižovanie nákladov, zlepšovanie efektívnosti a zvýšenú konkurencieschopnosť jadra, je teraz najlepší čas na zavedenie uhlíkových nanorúriek, ktoré nahradia tradičné sadze.