1. Prečo lítiové batérie potrebujú vodivé prísady?
Vodivé prísady sú "elektrónovou diaľnicou" elektród lítiových batérií, ktoré sú zodpovedné za rýchle vedenie elektrónov generovaných aktívnymi materiálmi do kolektora prúdu, priamo určujúce vnútorný odpor batérie, rýchlosť a životnosť.
Katódové materiály lítiových batérií (ako je fosforečnan lítno-železitý a ternárne materiály) majú zlú vnútornú vodivosť, takže na vybudovanie efektívnej siete na prenos elektrónov je potrebné pridať vodivé prísady.
Výber a stav disperzie vodivých prísad priamo ovplyvňujú tri základné ukazovatele:
Vnútorný odpor batérie:Neúplná vodivá sieť → zvýšený vnútorný odpor → zvýšená tvorba tepla
Sadzba:Nedostatočná účinnosť vodivého aditíva → obmedzený výkon pri vysoko{0}}prúdovom vybíjaní
Životnosť cyklu:Schopnosť vodivej siete udržiavať stabilitu pri objemových zmenách nabitia a vybitia
2. Uhlíkové nanorúrky vs. Uhlíková čerň: Tri hlavné výhody
Uhlíkové nanorúrky sú úplne lepšie ako sadze vo vodivej štruktúre, množstve pridania a-dlhodobej stabilite cyklu. Hlavný rozdiel spočíva v „vedení vedenia“ vs. „bodovom kontakte“.
2.1 Vodivá štruktúra: Bodový kontakt verzus líniový kontakt
Sadze existujú ako trojrozmerné rozvetvené-reťazcové/guľôčkové častice s vodivými dráhami vytvorenými prostredníctvom „bodového kontaktu“ medzi časticami. Problém s touto štruktúrou je, že akonáhle elektróda prejde objemovými zmenami počas nabíjania a vybíjania, bodové kontakty sa môžu ľahko „rozpadnúť“ a zničiť vodivú sieť.
Uhlíkové nanorúrky majú jedno{0}}rozmernú rúrkovitú štruktúru s ultra-vysokým pomerom strán, čo im umožňuje „preniknúť“ cez vnútro elektródy a vytvoriť tak súvislú a úplnú dráhu prenosu elektrónov. To je ekvivalentné uloženiu "elektrónovej diaľnice" v elektróde, ktorá nie je ovplyvnená posunom častíc.
Porovnanie štruktúr vodivých sadzí, uhlíkových nanorúriek a grafénu ako troch hlavných vodivých prísad:
| Porovnávacia dimenzia | Vodivá uhlíková čerň | Uhlíkové nanorúrky (CNT) | Grafén |
|---|---|---|---|
| Vodivá štruktúra | Trojrozmerný-rozvetvený reťazový/bodový kontakt | Jedno{0}}dimenzionálne vedenie s dlhým{1} dosahom | Dvojrozmerné rovinné vedenie |
| Vodivá schopnosť | Dobre | Výborne | Najvyššia-úroveň |
| Optimálne množstvo pridania | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| Spracovateľnosť elektród | Hladký náter | Mierne vysoká viskozita | Ľahko sa aglomeruje |
| Umiestnenie jadra | Všeobecná základná vrstva | Vysoká rýchlosť, dlhý cyklus | Konečná vodivosť |
2.2 Množstvo prídavku: Jedna-tretina dávky pre lepšie výsledky
Pridané množstvo vodivej pasty CNT je len 0,5%-1%. Pri použití samotných vodivých sadzí je bežné pridané množstvo 2 % až 3 %.
To znamená: použitie 1 dielu CNT môže nahradiť 2-3 diely sadzí, čím sa ušetrí priestor zaberaný vodivou prísadou a umožní sa naplnenie elektródy viac aktívneho materiálu – priamo sa zvýši hustota energie batérie.
2.3 Cyklistika a bezpečnosť: Dlhšia životnosť batérie, bezpečnejšia prevádzka
Štúdia porovnávala výkon CNT a Super P v lítium-železofosfátových batériách:
| Ukazovateľ výkonu | Formulácia Super P | Formulácia CNT |
|---|---|---|
| Povrchová teplota batérie pri vybití 10C | 68 stupňov | 49 stupňov (znížené o 19 stupňov) |
| Dávkovanie vodivých prísad | Základná línia | Len 1/3 |
| Vysoká{0}}teplota cyklovania pri 45 stupňoch | Základná línia | Ešte vynikajúce |
Zloženie CNT využíva iba 1/3 vodivého aditíva, no dosahuje nižšiu povrchovú teplotu batérie a lepší výkon pri vysoko-cykloch pri vysokých teplotách -, čo znamená bezpečnejšie batérie s dlhšou-životnosťou.
3. Nový materiál Shandong Tanfeng:-kvalitný dodávateľ vodivej pasty CNT
Vodivá pasta z uhlíkových nanorúrok Shandong Tanfeng New Material radu FB121 má vynikajúcu kvalitu, s nečistotami Fe menšími alebo rovnými 30 ppm. Na výrazné zlepšenie výkonu batérie je potrebné ďalšie množstvo iba 0,5 % - 1 %.
Spoločnosť Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. poskytuje vysoko-kvalitné produkty vodivej pasty z uhlíkových nanorúrok. Hlavné parametre základného produktu série FB121 sú nasledovné:
| Parameter | Špecifikácia série FB121 |
|---|---|
| Vzhľad | Čierna pasta |
| Pevný obsah | 6.0±0.20% |
| Obsah CNT | 5.0±0.15% |
| Dispergačný obsah | 1.0±0.05% |
| Viskozita pasty | Menšie alebo rovné 3000 mPa·s |
| Obsah vlhkosti | Menšie alebo rovné 1000 ppm |
| Fe Nečistota | Menej ako alebo rovné 30 ppm |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | Každá menšia alebo rovná 5 ppm |
Hlavné výhody:
Vysoká čistota:Nečistoty Fe kontrolované pod 30 ppm, čo je výrazne lepšie ako v priemysle
Stabilná disperzia:Používa jedinečný disperzný proces, stabilný viac ako 3 mesiace
Pripravené na použitie:Pre pohodlie zákazníkov je k dispozícii v systémoch na báze NMP{0}}a vody{1}
Široká aplikácia:Slúži na napájanie nových energetických batérií vozidiel, batérií na skladovanie energie a ďalších oblastí
S obsahom CNT 5 % môžu zákazníci priamo pridať 0,5 %-1 % na dosiahnutie vysokovýkonných vodivých výsledkov.
Jedno{0}}zhrnutie vety:Hlavnou výhodou uhlíkových nanorúriek v porovnaní so sadzí je „robiť viac s menším množstvom“ - zníženie množstva prídavku z 3 % na 0,5 % a zároveň dosiahnuť nižší vnútorný odpor batérie, stabilnejšie vysoké-cyklovanie teplôt a nižší nárast teploty počas vybíjania. Vodivá pasta radu FB121 od Shandong Tanfeng New Material poskytuje vysokú-záruku kvality surovín pre toto vodivé riešenie s „bodovou-synergiou“.