Prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk je nepogrešljiv prevodni dodatek za pripravo elektrod litijeve baterije. Pot topila za pasto je razdeljena na tradicionalni-sistem na osnovi NMP-olja-in nastajajoči sistem-na osnovi vode. Vse več proizvajalcev baterij začenja raziskovati: ali bo topilo NMP popolnoma zamenjano? Kakšen je dejanski napredek vodnega-sistema na področju litijevih baterij? Kateri poti postopka naj ustreza prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk? Z uvedbo globalnega nadzora VOC in predpisov EU o baterijah je izbira poti topil postala osrednje vprašanje pri načrtovanju proizvodne linije in ponavljanju formulacije. Ta članek v kombinaciji s prakso množične proizvodnje objektivno analizira trend zamenjave NMP, trenutni status industrializacije postopka-na osnovi vode in ponuja rešitve za prilagajanje prevodne paste CNT.
1. Topilo NMP ima dolgoročen-trend zamenjave, vendar ga ni mogoče kratkoročno popolnoma odstraniti
Zaradi omejitev okoljskih predpisov in stroškov predelave se NMP sooča z nenehnim trendom zamenjave; vendar pa bo omejen s stabilnostjo katodnih materialov-niklja NCM katodnih materialov, se bo srednje- do dolgoročno namesto-enkratne popolne zamenjave oblikoval vzorec "poti, ki temeljijo na-nafti-in vodi-ki soobstajajo-sočasno."
NMP (N-metilpirolidon) je namensko topilo za vezivni sistem PVDF in je tudi disperzijski medij za tradicionalno CNT prevodno pasto-na osnovi olja. Predpisi EU REACH in domače politike nadzora HOS navajajo NMP kot snov, ki vzbuja veliko skrb. Težave, kot so strupenost za razmnoževanje, visoke naložbe v opremo za predelavo in nihanje cen surovin, silijo industrijo v iskanje alternativ.
Vendar pa je resničnost industrializacije enako jasna: materiali NCM z visoko -nikoljevo vsebnostjo so nagnjeni k ekstrakciji litija in raztapljanju prehodnih kovin ob stiku z vodo, kar razjeda aluminijast zbiralnik toka. Vodne-paste za-debele elektrode z visoko zgoščenostjo so bolj nagnjene k pokanju plošče elektrod. Številna vodilna podjetja za baterije sprejmejo strategijo postopnega preklopa: proizvodne linije za anode in LFP dajejo prednost pretvorbi-na osnovi vode, medtem ko proizvodne linije z visoko-energetiko niklja ohranjajo proces, ki temelji na{-olju-na osnovi NMP.
Kvantitativna primerjava sistema-na osnovi olja-na osnovi NMP in sistema-na osnovi vode
| Primerjalna dimenzija | Sistem na osnovi-olja-NMP (prevodna pasta CNT na osnovi-olja) | Sistem-na vodni osnovi (CNT prevodna pasta-na vodni osnovi) | Industrijski vpliv |
|---|---|---|---|
| Topilo jedra | NMP organsko topilo | Deionizirana voda | Vodna-osnova bistveno zmanjša stroške nabave topil |
| Ujemanje veziva | PVDF | CMC/SBR, poliakrilna kislina-na vodni osnovi | Vezivnih sistemov ni mogoče poljubno mešati |
| Pritisk okolja | Visoka, zahteva veliko opreme za zbiranje | Nizka, emisije HOS znatno zmanjšane | Tovarne baterij, ki izvažajo v tujino, raje uporabljajo-vodno pot |
| Stabilnost paste | Dolgo obdobje skladiščenja, CNT niso nagnjeni k aglomeraciji | Občutljivo na pH, zahteva namensko CNT dispergant | Razhroščevanje formulacije paste-na vodni osnovi ima višji prag |
| Primerni katodni materiali | LFP, celoten obseg NCM/NCA | Zrelo za LFP; -NCM z visoko vsebnostjo niklja se še vedno nenehno preverja | Visok{0}}zmogljivi NCM še vedno večinoma uporablja-sistem, ki temelji na NMP |
| Poraba energije pri sušenju premaza | Visoka, zahteva sistem za rekuperacijo topil | Relativno nizka, prihrani naložbo v obnovo NMP | Nove proizvodne linije za shranjevanje energije imajo stroškovno prednost z rešitvami, ki-temeljijo na vodi |
| Težavnost disperzije CNT | Zmerno, CNT imajo odlično združljivost | Relativno visoki CNT so hidrofobni in nagnjeni k aglomeraciji | Zahteva proizvajalčevo-pred-obdelano namensko CNT prevodno pasto-na vodni osnovi |
Referenca:Znanost in tehnologija shranjevanja energijeindustrijski pregled in javno dostopni procesni podatki iz-tovarn baterij prve stopnje. Mnoga podjetja ne uspejo pri preoblikovanju, ker neposredno uporabljajo CNT prevodno pasto-na osnovi olja v sistemih-na osnovi vode, kar povzroči flokulacijo, sedimentacijo in nezmožnost vzpostavitve prevodnega omrežja. Shandong Tanfeng je neodvisno razvil CNT prevodne paste, ki so primerne za oba sistema: pasta na osnovi olja-strogo nadzira indikatorje vlage; pasta na vodni- osnovi uporablja tehnologijo modifikacije površine CNT za izboljšanje hidrofobnosti in zmanjšanje tveganja aglomeracije.
2. Dejansko stanje uporabe vodnih-sistemov v litijevih baterijah
Vodni{0}}postopek za anode za litijeve baterije je bil popolnoma populariziran; Katode LFP so dosegle prodor v-majhnem obsegu množične proizvodnje; vodna -pot za visoko-nikljeve NCM katode je še vedno v pilotni in-fazi preverjanja majhnih serij, s ciklom tehničnega preboja, ki je še vedno potreben pred-industrializacijo velikega obsega.
2.1 Anode na-vodni osnovi (grafitne/silicijeve-ogljikove anode): zrela uporaba-velikega obsega
Grafitne anode so že dolgo sprejele sistem CMC+SBR na osnovi-vode, CNT prevodna pasta-na osnovi vode pa se zelo pogosto uporablja. V običajnih sistemih z grafitno anodo je postopek-na osnovi vode tehnično stabilen z nadzorovanim izkoristkom. Domače baterije za shranjevanje energije in anode za dvokolesne-akumulatorje skoraj v celoti temeljijo-na vodi.
Scenarij za kompozitne anode iz silicijevega-ogljika je jasno različen: navaden-ogljik lahko poskusi sistem-na osnovi vode; anode z visoko-vsebnostjo-silicija pogosteje uporabljajo raztopino-na osnovi olja-na osnovi NMP, da ublažijo hidrolizo silicijevih delcev in razpad cikla.
2.2 Vodne -katode LFP: enakomeren prodor v masovno proizvodnjo
LFP ima odlično kemično stabilnost in izjemno odpornost proti hidrolizi, zaradi česar je najboljša vstopna točka za katodni postopek na osnovi vode-. Številni proizvajalci baterij za shranjevanje energije neposredno načrtujejo katodne rešitve na osnovi vode-za nove proizvodne linije, povezane z namensko prevodno pasto-CNT na osnovi vode, kar učinkovito zmanjša naložbe v opremo NMP ter okoljske stroške delovanja in vzdrževanja. Trenutne omejitve so osredotočene na postopek sušenja plošč elektrod z debelim premazom in nadzor prožnosti plošč elektrod.
2.3 Katode NCM z visoko vsebnostjo-niklja-na vodni{1}}osnovi: še niso v množični proizvodnji
NCM materiali z-visoko vsebnostjo niklja imajo visoko kemično aktivnost. Ob stiku z vodo se pojavijo stranske reakcije, ki povzročijo močno povečanje alkalnosti gnojevke, korozijo aluminijaste folije in upad življenjskega cikla celic. Trenutno industrija v glavnem blaži napake s prevleko materiala, puferskimi dodatki za pH in novimi vezivi-na osnovi vode, vendar se skupni izkoristek in življenjska doba cikla še vedno ne moreta ujemati z zrelo potjo NMP. Visoko-napajalne baterije osebnih vozil zaenkrat ne bodo hitro preklopile na-vodne katode.
Glavne težave postopka-na osnovi vode
Hidrofobna narava CNT pomeni, da se navaden prah, ki neposredno vstopi v vodo, zelo zlahka aglomerira; uporabiti je treba prilagojeno CNT prevodno pasto-na osnovi vode.
Zaradi višje površinske napetosti vode so debelo{0}}prevlečene plošče elektrod nagnjene k neenakomernemu sušenju, razpokanju in odpadanju materiala.
Reologija gnojevke je občutljiva na temperaturo in pH, z ozkim nadzornim oknom proizvodnje.
Shandong Tanfeng je optimiziral prevodne paste CNT na osnovi vode-za scenarije litijevih baterij-na osnovi vode, zagotavlja priporočene razpone prilagajanja pH, zmanjšuje težave z geliranjem gnojevke in plastenje ter pomaga podjetjem, ki uporabljajo baterije, skrajšati cikel odpravljanja napak v procesu.
3. Kako uskladiti prevodno pasto iz ogljikovih nanocevk s topilno potjo? Praktični vodnik za izbiro
Ko je pot topila določena, se mora sistem CNT prevodne paste temu ustrezno ujemati. Prepovedano je samovoljno mešanje past-na osnovi olja in vode-; prednost je treba dati potrditvi sistema združljivosti paste s proizvajalcem surovin.
Scenarij 1: Proizvodna linija ohranja proces na osnovi NMP-olja- (trojna moč, visoko-nikljeve baterije, visoko-silicijeve anode)
Priporočeno:CNT prevodna pasta-na osnovi olja-na osnovi NMP.
Prednosti:CNT so popolnoma razpršeni, shranjevanje paste je stabilno, združljivo z vezivom PVDF, primerno za vse vrste katodnih materialov, prevodna mreža pa deluje stabilno. CNT prevodna pasta Shandong Tanfeng-na osnovi olja strogo nadzoruje vlago Manj kot ali enako 1500 ppm, da se prepreči geliranje PVDF, zaradi česar je primerna za 4680 velikih valjastih in visoko{4}}hitrostnih baterij za množično proizvodnjo.
Scenarij 2: Načrti proizvodne linije na-vodni poti (LFP za shranjevanje energije, grafitne anode, proti-statične prevleke)
Priporočeno:CNT prevodna pasta-na vodni osnovi.
Izbrati morate površinsko-spremenjeno litijevo-baterijo-namenjenega razreda; Stranka CNT prahu ne sme neposredno razpršiti v vodo. Vodna-CNT prevodna pasta podjetja Shandong Tanfeng uporablja samo-razvit disperzijski sistem, kar strankam odpravlja potrebo po nakupu dodatnih velikih količin disperzanta. Združljiv je z vezivnimi sistemi na osnovi CMC/SBR-vode, s čimer izpolnjuje potrebe po zmanjšanju stroškov in okolju prijazni proizvodnji baterij za shranjevanje energije.
Pogoste napake pri izbiri
Prepričanje, da je »pasta na vodni- osnovi cenejša« in slepo naknadno opremljanje proizvodnih linij, zanemarjanje stroškov odpravljanja napak v procesu in izgube donosa.
Neposredno dodajanje CNT prevodne paste-na osnovi olja v mešalne rezervoarje-na vodni osnovi, kar povzroča flokulacijo gnojevke in ostanke.
Uporaba navadnega prahu CNT v sistemih-na osnovi vode, kar ima za posledico nezadostno disperzijo, povečano količino dodatka in večji notranji upor.
4. Napoved razvoja industrijske poti in priporočila za izvedbo tovarne
Kratkoročno (3-5 let) se bosta vzporedno razvijala-sistem NMP na osnovi nafte in sistem-na vodi. Baterije za shranjevanje energije in-nizkohitrostne transportne baterije pospešujejo pretvorbo v-vodne; akumulatorji za osebna vozila višjega cenovnega razreda še vedno večinoma uporabljajo-proces, ki temelji na olju. Priporočamo, da nove proizvodne linije rezervirajo prostor za pretvorbo dvolinijske združljivosti.
Nova energetska podjetja, ki načrtujejo nadgradnjo formulacije ali nadgradnjo proizvodne linije, se lahko sklicujejo na naslednje izvedbene zamisli:
Razlikovanje pri pozicioniranju izdelkov:Pri izdelkih, ki se osredotočajo na shranjevanje energije in LFP, dajte prednost vodi-na poti in se povežite z vodnimi-vzorci CNT prevodne paste; za visoko-zmogljivost visoko-niklja in visoko{4}}silicijeve anode kratkoročno nadaljujte z optimizacijo-sistema na osnovi NMP{5}}olja-.
Hkratno testiranje materiala:Pri pretvorbi poti topila je treba vezivo in prevodno pasto CNT sočasno preizkusiti z gradientom; ene same surovine se ne sme spreminjati.
Vnaprej se posvetujte s proizvajalci paste正规:Zahtevajte majhne vzorce ustreznega sistema, da preverite stabilnost paste, upornost elektrode in delovanje celičnega cikla.
Shandong Tanfeng New Material kot profesionalni proizvajalec CNT prevodne paste istočasno množično-proizvaja CNT prevodno pasto-na osnovi NMP-olja in CNT prevodno pasto-na osnovi vode, ki pokriva kategorije MWCNT in FWCNT. Na podlagi kupčevega akumulatorskega sistema in obstoječe poti proizvodne linije topil lahko zagotovijo testiranje vzorcev in usmerjanje procesa disperzije ter ponudijo-rešitev na enem mestu za izbiro CNT prevodne paste, združljivost paste in težave z aglomeracijo disperzije.