V procesu priprave prevodne paste iz ogljikovih nanocevk se veliko raziskovalno-razvojnega osebja srečuje s težavami, kot so nenormalna viskoznost brozge, neenakomerna disperzija in velika nihanja notranjega upora pločevine elektrod. Poleg disperzijskega procesa in dejavnikov sistema topil izvira glavni vzrok večinoma iz razlik v fizikalnih lastnostih samih ogljikovih nanocevk. Premer, dolžina in specifična površina ogljikovih nanocevk so trije ključni indikatorji za izbiro izdelka. Spremembe vsakega parametra bodo povzročile verižno reakcijo na stabilnost disperzije, prevodno učinkovitost in prilagodljivost obdelave CNT prevodne paste. Spodaj analiziramo poseben vpliv vsakega parametra na podlagi dejanskih pogojev množične proizvodnje.
1. Premer ogljikovih nanocevk določa težavnost disperzije gnojevke in prevodno kontaktno odpornost
Manjši kot je premer ogljikovih nanocevk, boljša je intrinzična prevodnost, vendar večja je površinska aktivnost, zaradi česar je aglomeracija verjetnejša, povečuje se težava disperzije in viskoznost sistema. Cevke z večjim premerom je lažje razpršiti, zaradi česar so primerne za formulacije, kjer je prednostna predelava.
Tanjši CNT-ji imajo manj sten cevi, nižji upor prevodnosti elektronov in večji prevodni učinek pri enaki dodani količini. Vendar pa so van der Waalsove sile med tanjšimi cevmi močnejše. Če postopka mletja in dispergiranja ne nadzorujete pravilno, se lahko zlahka ponovno -zapleteta, kar povzroči delce in sedimentacijo v gnojevki. Debelejši CNT-ji imajo manjšo nagnjenost k medsebojnemu zapletanju, kar ponuja višjo toleranco za disperzijo v NMP in sistemih na-vodni osnovi, z boljšo pretočnostjo gnojevke, primerno za-proizvodnjo premazov v velikem obsegu.
| Razpon premera CNT | Značilnosti jedra gnojevke | Veljavni scenariji |
|---|---|---|
| 5–10 nm (tanek premer) | Odlična prevodnost, nagnjenost k aglomeraciji, večja viskoznost gnojevke | Katode litijeve baterije z visoko-energijsko-gostoto, ultra-tanki prevodni filmi |
| 10–20 nm (konvencionalni premer) | Dobro ravnotežje prevodnosti in disperzije, nadzorovana viskoznost | Napaja litijeve baterije, prevodna lepila |
| Nad 20 nm (debeli premer) | Enostavna disperzija, dobra pretočnost gnojevke, nižja prevodna učinkovitost | Prevodna plastika, anti-statični premazi |
2. Dolžina ogljikovih nanocevk vpliva na konstrukcijo prevodne mreže gnojevke in reološke lastnosti
Daljše ogljikove nanocevke lažje oblikujejo neprekinjeno prekrivajoča se prevodna omrežja, kar zmanjša celotno upornost gnojevke, vendar znatno poveča viskoznost brozge. Krajši CNT ponujajo boljšo pretočnost, primerni za postopke nanašanja tankih prevlek, vendar je njihova-prevodna sposobnost na dolge razdalje šibkejša.
Dolgi CNT se zanašajo na svojo-enodimenzionalno dolgo strukturo za gradnjo-prevodnih poti dolgega dosega skozi delce. Majhna dodana količina lahko doseže nizek notranji upor, kar prihrani stroške formulacije. Vendar pa se predolge cevi prepletajo, da tvorijo mrežno strukturo, zadržujejo topilo in povzročajo opazno povečanje viskoznosti brozge, kar lahko povzroči težave pri obdelavi, kot sta vlečenje in slabo izravnavanje premaza. Kratke CNT se med seboj ne zapletejo zlahka, kar ima za posledico stabilno reologijo gnojevke. Pogosto se uporabljajo v kombinaciji z dolgimi cevmi in sajami v hibridnih prevodnih sistemih za zapolnitev vrzeli v prevodnem omrežju.
Shandong Tanfeng lahko prilagodi surovine CNT z različnimi specifikacijami dolžine, hkrati pa oblikuje končno prevodno pasto CNT za optimizacijo reologije gnojevke, hkrati pa zagotavlja prevodnost, prilagajanje visoko{0}}hitrostnim proizvodnim linijam premazov in rešuje problem--nadzorovane viskoznosti med odpravljanjem napak v formulaciji.
3. Specifična površina ogljikovih nanocevk vpliva na absorpcijo olja v gnojevki, odmerjanje disperznega sredstva in medfazno lepljenje
Večja kot je specifična površina ogljikovih nanocevk, močnejša je njihova sposobnost absorbiranja topila in veziva, kar zahteva večje količine disperznega sredstva in veziva za pripravo brozge. Če je razmerje neuravnoteženo, lahko zlahka povzroči flokulacijo gnojevke.
CNT-ji z visoko-specifično-površino-področja imajo več aktivnih mest in več kontaktnih točk s katodnimi in anodnimi aktivnimi materiali, kar učinkovito zmanjšuje medfazni kontaktni upor in izboljšuje življenjsko dobo baterije. Vendar pa močna adsorpcijska zmogljivost cevi z-veliko-površino porabi velike količine PVDF, CMC in drugih veziv v sistemu. Ko je vezivo premalo, se stabilnost gnojevke zmanjša, kar povzroči plastenje in usedanje. CNT-ji z-specifično-površino-imajo nižjo adsorpcijo, večjo toleranco formulacije, porabijo manj veziva in so lažji za obdelavo.
| Razpon specifične površine | Učinkovitost gnojevke | Previdnostni ukrepi glede formulacije |
|---|---|---|
| >250 m²/g | Zadosten prevoden stik, visoka poraba veziva, nagnjenost k flokulaciji | Povečanje razmerja med dispergentom in vezivom; nadzor trdne vsebine |
| 150–250 m²/g | Uravnotežena splošna zmogljivost, primerna za običajne formulacije litijevih baterij | Konvencionalna produkcija trdnih vsebin; velika prilagodljivost procesa |
| <150 m²/g | Nizka adsorpcija, dobra stabilnost gnojevke, manj kontaktnih točk na površini | Primerno za postopke nanašanja debelih premazov z nizko-viskoznostjo; lahko kombiniramo s sajami v hibridnem sistemu |
4. Sinergistično ujemanje treh parametrov: Praktični predlogi za izbiro formulacije gnojevke
Premer, dolžina in specifična površina ogljikovih nanocevk se medsebojno omejujejo. Ne moremo slediti končnemu v enem samem parametru; morata biti sinergijsko usklajena glede na sistem topil, vsebnost trdnih snovi in postopek nanašanja premaza.
Izbira le tankih, dolgih CNT-jev z visoko-specifično-površino-območij lahko zlahka privede do pretirano goste brozge in disperzijske napake. Če izberete samo debele, kratke cevi z nizko-površino-površine, dobite visoko prevodno doziranje aditiva, ki zavzame delež aktivnega materiala in zmanjša energijsko gostoto izdelka.
Za običajne katodne brozge za električne baterije dajte prednost CNT z zmernim premerom, zmerno dolžino in uravnoteženo specifično površino. Za visoko{1}}sisteme hitrega{2}}polnjenja je mogoče uporabiti tanke-CNT-je s premerom in dolžino. Za anodne brozge-na osnovi vode so bolj priporočljivi modificirani CNT z zmerno specifično površino za zmanjšanje tveganja aglomeracije.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd.
Premer ogljikovih nanocevk nadzoruje prevodnost gnojevke in težave pri disperziji. Dolžina določa kontinuiteto prevodne mreže in viskoznost brozge. Specifična površina vpliva na porabo veziva, stabilnost gnojevke in medfazni prevodni učinek. Ti trije parametri medsebojno delujejo in so glavna referenčna osnova za oblikovanje formulacije CNT prevodne paste. Shandong Tanfeng, ki temelji na novih prednostih industrije materialov Shandong, ima kot profesionalni proizvajalec ogljikovih nanocevk in prevodne paste sposobnost množične-proizvodnje več specifikacij CNT. Lahko priporočijo ustrezne parametre CNT na podlagi strankine ciljne viskoznosti gnojevke, vsebnosti trdnih snovi in indikatorjev prevodnosti ter zagotovijo tehnično podporo za odpravljanje napak v gnojevki, kar zmanjša cikel poskusov-in-napak formulacije.
pogosta vprašanja
V: Ali večja specifična površina ogljikovih nanocevk vedno pomeni boljši prevodni učinek gnojevke?
A: Ni nujno. CNT-ji z-površino-so nagnjeni k aglomeraciji. Če disperzija ne uspe, se prevodna zmogljivost dejansko zmanjša. Postopek disperzije in razmerje formulacije sta enako kritična.
V: Kako je treba izbrati parametre CNT za prevodno pasto iz ogljikovih nanocevk z nizko-viskoznostjo?
O: Dajte prednost CNT z debelim premerom, kratko dolžino in zmerno specifično površino. Druga možnost je, da neposredno kupite pred-razpršeno končno prevodno pasto Shandong Tanfeng.