Vďaka opakovanej modernizácii vysoko-niklových NCM, stredne{1}}až{2}}nízkokremíkových{3}}uhlíkových anód a sodíkových-iónových batérií si stále viac a viac výrobcov batérií získava uznanie vodivého kalu z uhlíkových nanorúrok s niekoľkými-stenami pre svoje výhody pri vyvažovaní stability vodivosti pri masovej výrobe. Trh ponúka dve hlavné verzie: kaša na-vodnej báze a kaša na báze NMP-na oleji. Mnoho pracovníkov výskumu a vývoja si pri výbere ľahko pomýli svoje hranice kompatibility. Akonáhle sa systém rozpúšťadla a spojivo v suspenzii nezhodujú, vzniká rad problémov, vrátane aglomerácie, abnormálnej viskozity a rýchlej degradácie elektródového cyklu. Objasnenie rozdielov medzi suspenziami na báze vody s niekoľkými{12}}uhlíkovými nanorúrkami s niekoľkými stenami{13}a NMP na oleji{14}}a ich spárovanie so zodpovedajúcimi spojivovými systémami môže naplno rozvinúť vodivé zisky z niekoľkých{15}}uhlíkových nanorúriek. Shandong Tanfeng môže dodávať vodivé kaly z vodivých zmesí na báze vody-a olej{18}}na báze uhlíkových nanorúriek-s prispôsobením zloženia pre rôzne spojivá, kompletnými referenciami na aplikácie a pomocou pre zákazníkov, aby sa vyhli skúšobným stratám spôsobeným chybami kompatibility.
I. Základné zásadné rozdiely medzi niekoľkými -kalmi na báze vody CNT-a NMP olejovými-kalmi
Hlavný rozdiel medzi týmito dvoma typmi vodivej suspenzie z uhlíkových nanorúrok s niekoľkými stenami spočíva v disperznom médiu a sprievodnom zložení dispergačného činidla, ktoré priamo určuje kompatibilné typy spojív. Nemožno ich ľubovoľne miešať-.
Vodivá suspenzia z uhlíkových nanorúrok -na báze NMP s niekoľkými{1}}stenami používa NMP ako disperzné rozpúšťadlo s disperznými zložkami-rozpustnými v oleji. Vodivá vodivá suspenzia z uhlíkových nanorúrok -na vodnej báze s niekoľkými{5}}stenami využíva deionizovanú vodu ako médium so všetkými disperzantmi kompatibilnými s vodnou-fázou. Ak sa suspenzia na báze oleja pridá do nádrže na výrobu vodnej suspenzie- alebo sa suspenzia na báze vody pridá do systému NMP, dispergačné činidlo sa vyzráža a niekoľko -uhlíkových nanorúriek so stenou podstúpi veľké-flokuláciu a aglomeráciu, čím sa kal stane priamo neúčinným.
| Porovnávacia položka | Niekoľko-kalov na báze oleja Walled CNT NMP- | Málo kalov na báze-Walled CNT Water- | Referenčný základ |
|---|---|---|---|
| Disperzné médium | NMP rozpúšťadlo | Deionizovaná voda | Priemyselné normy pre vodivý kal lítiových batérií |
| Disperzný majetok | Rozpustné v oleji- | Vo vode-rozpustné | Údaje testu formulácie kalu |
| Hlavná kompatibilná elektróda | Katóda | Anóda (kremíková-uhlík, grafit, sodík-iónová anóda) | Štatistika priemyselných aplikácií |
| Charakteristiky prchavosti materiálu | Vyžaduje systém obnovy NMP | Prchanie pri izbovej teplote, nie je potrebná regenerácia rozpúšťadla | Prax vo výrobnej linke |
| Požiadavky na úložisko proti zamrznutiu- | Nie je náchylný na zamrznutie | Zamrzne a zlyhá pod 0 stupňov | Špecifikácie aplikácie produktu |
Niekoľko{0}}stenových vodivých kalov z uhlíkových nanorúrok Shandong Tanfeng už dokončilo párovanie dispergátorov pre zodpovedajúci systém rozpúšťadiel v továrni. Špecifikačný list jasne uvádza použiteľné scenáre, aby sa predišlo chybám pri miešaní zákazníkov.
II. Spojivové systémy kompatibilné s NMP olejom-na báze niekoľkých{2}}stenových CNT vodivých kalov
Vodivá suspenzia z uhlíkových nanotrubíc na -základe NMP{1}} je hlavne kompatibilná so spojivami na báze -olejového -typu PVDF, nie je kompatibilná so spojivami na báze vody-a väčšinou sa používa v procesoch výroby katódových suspenzií lítiových batérií-.
Vodivá suspenzia z uhlíkových nanorúrok -na báze{1}} s niekoľkými stenami má disperzné prostredie úplne homológne s PVDF spojivom a ponúka dobrú kompatibilitu.
Typ homopolyméru PVDF:Spoločné pre konvenčné NCM katódy a LFP katódy s vynikajúcou kompatibilitou. Niekoľko-stenových uhlíkových nanorúriek možno rovnomerne rozptýliť v roztoku spojiva a vytvoriť tak stabilnú vodivú sieť.
Upravené PVDF:Modifikované PVDF spojivá špeciálne pre vysoko-niklové NCM sú tiež dobre kompatibilné s olejovou -niekoľko{2}}stenovou vodivou suspenziou uhlíkových nanorúrok, čím spĺňajú požiadavky systému s vysokým-niklom na stabilitu rozhrania.
⚠️ Poznámka:Vodivá suspenzia z uhlíkových nanorúriek na -základnej báze- s niekoľkými stenami nemôže byť pridaná do spojív na báze vody-, ako sú CMC a SBR. Zavedenie vody spôsobí, že sa PVDF vyzráža a suspenzia sa zgéluje a zošrotuje.
Továrenské puzdro:Projekt s vysokým -niklom katódy využíval NMP-niekoľko{2}}stenovú vodivú suspenziu uhlíkových nanorúrok na báze Shandong Tanfeng s modifikovaným PVDF spojivom. Reológia suspenzie bola stabilná, vnútorný odpor elektródy sa výrazne znížil a stabilita cyklu fungovala dobre.
III. Spojivové systémy kompatibilné s vodou
Vodivá vodivá suspenzia z uhlíkových nanorúr s -niekoľkými{1}}stenami z uhlíkových nanorúriek je kompatibilná s anódovými spojivami vo vodnej -fáze, predovšetkým CMC-SBR, a je tiež kompatibilná s PAA, PI, LA133 a ďalšími bežne používanými spojivami na báze kremíkových uhlíkov-. Miešanie s roztokom spojiva na báze oleja-NMP je prísne zakázané.
Vodivá suspenzia z uhlíkových nanorúrok -s niekoľkými{1}}stenami sa používa hlavne na grafitové anódy, kremíkové -uhlíkové anódy a anódy z tvrdého uhlíka sodíkových-iónových batérií.
Systém CMC-SBR:Hlavné spojivo pre bežné grafitové anódy. Vodivé disperzné disperzné činidlá vo vodnej suspenzii z uhlíkových nanotrubíc Shandong Tanfeng-na vodnej báze s niekoľkými-zložkami Shandong Tanfeng boli optimalizované pre tento systém, vďaka čomu je posun viskozity nepravdepodobný.
PAA, PI Polyimid:Bežne používané spojivá pre stredne-až{1}}vysoko kremíkové{2}}uhlíkové anódy. Vodné -niekoľko{5}}stenové uhlíkové nanorúrky môžu byť zmiešané s nimi, aby tlmili expanziu kremíka-uhlík a udržiavali vodivú sieť.
Spojivo typu LA133 kyselina polyakrylová-:Bežne používané spojivo pre anódy sodíkových-iónových iónov s dobrou kompatibilitou s vodivou kašou z uhlíkových nanorúriek na báze -niekoľkých{2}} stien.
| Binder | Kompatibilné s vodným-malým{1}}kalom na báze vody | Hlavné aplikačné scenáre |
|---|---|---|
| CMC-SBR | ✅ | Grafitová anóda, nízko-kremíková{1}}uhlíková anóda |
| PAA/PI | ✅ | Stredne-až{1}}vysoko kremíková-uhlíková anóda |
| LA133 | ✅ | Anóda sodíkovej-iónovej batérie |
| PVDF | ❌ | Katóda na{0}}olejovej báze, nemožno miešať |
Praktická rada:Vo vodných systémoch by mal byť latex SBR pridaný v neskoršom štádiu. Nemiešajte ho s vodivou kašou z uhlíkových nanorúriek s niekoľkými stenami pri vysokej rýchlosti dlhší čas, aby ste zabránili deemulgácii SBR.
IV. Kritériá výberu pre vodnú-suspenziu založenú na niekoľkých-murovaných CNT kaloch vs. NMP na oleji-susy na báze
Uprednostnite výber verzie rozpúšťadla na základe systému elektród. Pre katódy uprednostňujte vodivú suspenziu z uhlíkových nanorúriek na báze NMP-niekoľko{2}}stenných uhlíkových nanorúrok. Pre anódy uprednostňujte vodivú suspenziu z uhlíkových nanorúriek na báze -niekoľkých{5}} stien. Neprekračujte svojvoľne{7}}výber systému v záujme zjednodušenia materiálov.
Katóda lítiovej batérie (LFP, NCM, vysoký-nikel):Médium na{0}}tvorbu kaše je NMP a spojivo je PVDF. Priamo vybraná vodivá suspenzia z uhlíkových nanorúriek na báze -niekoľkých{3}}nanotrubičiek na báze NMP.
Anóda lítiovej batérie (grafitová, silikónová-uhlíková anóda):Médiom na{0}}tvorbu kalu je deionizovaná voda a spojivom je CMC-SBR/PAA. Vyberte si vodivú suspenziu z uhlíkových nanorúrok s -niekoľkými{4}}stenami na báze vody.
Sodíková-iónová batéria:Pre katódy na -olejovej báze vyberte kašu na{1}}olejovej báze; pre vodné anódy z tvrdého uhlíka vyberte vodivú suspenziu z uhlíkových nanorúrok s -niekoľkými{3}}stenami na báze vody.
Niektorí pracovníci výskumu a vývoja dúfajú, že použijú jednu vodivú kašu pre katódy aj anódy. Tento prístup prináša vysoké riziko. Po použití medzi-systémami sú disperzanty nekompatibilné, čo prináša skryté nebezpečenstvá, ako je aglomerácia, upchávanie obrazovky, jamky elektród a degradácia cyklu.
Vodivé kaly z uhlíkových nanorúriek s niekoľkými stenami Shandong Tanfeng na -a olejovej{1}}základe-sú navrhnuté v samostatných triedach, pričom overenie kompatibility prebieha oddelene pre katódové a anódové spojivá. Zákazníci si môžu priamo vybrať podľa svojho elektródového systému, čím sa zníži pracovná záťaž pri ladení receptúry.
V. Bežné body na zamedzenie úskalia počas používania kompatibility
Aj keď je vybratá správna verzia rozpúšťadla, nesprávna postupnosť podávania, procesy miešania alebo skladovanie materiálu môžu stále viesť k zlej kompatibilite. Je potrebné štandardizovať celý-proces tvorby kalu.
Prísne zakázať krížové{0}}miešanie:Do vodných nádrží sa nesmie pridávať suspenzia na -ropnej báze s niekoľkými{1} stenami; Do NMP olejových-fázových systémov sa nesmie primiešať -riedka{3}}riedka suspenzia na báze vody.
Poradie kŕmenia:Vodivá kaša z niekoľkých-uhlíkových nanorúriek by sa mala pred pridaním aktívnych materiálov prednostne pred-zmiešať pri nízkej rýchlosti s príslušným rozpúšťadlom a spojivovým materským lúhom. Priame podávanie suchého prášku sa neodporúča.
Teplota 注意 pre vodné systémy:Vyhýbajte sa skladovaniu vodivej suspenzie z uhlíkových nanotrubičiek s -niekoľkými{1}}stenami nanorúriek pod 0 stupňov, aby ste predišli poškodeniu disperzného systému zamrznutím.
Najprv malá{0}}skúška:Pri prechode na novú triedu spojiva najskôr vykonajte malý test kompatibility prípravku, sledujte stabilitu viskozity suspenzie a potom zvýšte výrobu.
Produktová dokumentácia Shandong Tanfeng obsahuje odporúčané poradie podávania a parametre miešania. Pri výmene spojov môžeme zákazníkom pomôcť pri vykonávaní malých{1}}skúšok kompatibility, aby sme vopred identifikovali riziká kompatibility.
Len niekoľko -vodivých kalov z uhlíkových nanorúrok s stenami sa delí na verzie na báze NMP na -olejovej a vodnej{2}} báze. Suspenzia na báze NMP-na oleji je kompatibilná so spojivami na-olejovej báze PVDF a väčšinou sa používa na katódy batérií. Suspenzia-na vodnej báze je kompatibilná s CMC-SBR, PAA, PI, LA133 a inými spojivami na{10}}vodnej báze a väčšinou sa používa pre anódy{11}}kremíku, uhlíka, grafitu a sodíka{12}}. Miešanie krížového{14}systému rozpúšťadiel na zjednotenie materiálu sa nesmie vykonávať, pretože by to spôsobilo aglomeráciu a zníženie výkonu batérie. Shandong Tanfeng má kompletnú súpravu vodivých kalov z uhlíkových nanorúriek na -vodnej a olejovej báze{17}}s niekoľkými{18}}výrobkami, dokončila overenie kompatibility s bežnými spojivami a poskytuje kompletný návod na proces, ktorý pomáha výrobcom batérií efektívne dokončiť vývoj zloženia.