Prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk je glavni prevodni dodatek za litijeve baterije, prevodne polimere in anti-statične premaze. Trg je v glavnem razdeljen na dve kategoriji: eno-prevodna pasta za ogljikove nanocevke in več-prevodna pasta za ogljikove nanocevke. Številni inženirji materialov so med fazo razvoja novega izdelka zelo sporni: ali naj kot pred-dispergirane CNT paste izberejo eno-stensko ali več-stensko pot? Obe se bistveno razlikujeta v prevodni učinkovitosti, adicijskem razmerju, disperzijski težavi in proizvodnih stroških. Ta članek v kombinaciji z izmerjenimi podatki industrializacije pojasnjuje osnovne razlike med obema vrstama past, opredeljuje njune zadevne uporabne scenarije in zagotavlja neposredno uporabna izbirna merila.
1. Glavne razlike v delovanju med prevodnimi pastami iz ogljikovih nanocevk z eno-steno in več{2}}stenami
Prevodna pasta -ogljikovih nanocevk z eno steno ima znatno večjo prevodno učinkovitost in nižjo kritično dodano količino; več{1}}prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk z več stenami ima nižji disperzijski prag in ugodnejše stroške množične proizvodnje, zaradi česar je primerna za-industrializacijo velikega obsega.
Strukturne razlike določajo zgornjo mejo zmogljivosti: eno-stenske ogljikove nanocevke so oblikovane z valjanjem ene plasti grafena s premerom 1–2 nm in izjemno visokim razmerjem stranic; Več{3}}stenske ogljikove nanocevke imajo koncentrično ugnezdeno strukturo več plasti grafena s premeri, ki so običajno v razponu od 5–15 nm. Naslednja tabela ponuja kvantitativno horizontalno primerjavo z uporabo običajnih kazalnikov industrializacije v industriji litijevih baterij.
| Primerjalna dimenzija | Prevodna pasta-CNT z eno steno | Več{0}}prevodna pasta CNT z več stenami | Industrijski vpliv |
|---|---|---|---|
| Tipičen premer cevi | 1–2 nm | 5–15 nm | Manjši kot je premer cevi, manjši odmerek je potreben za izgradnjo prevodnega omrežja |
| Konvencionalna količina dodatka v litijevih baterijah | 0,05 %–0,2 mas. % | 0,3 %–1,2 mas. % | SWCNT pasta lahko znatno sprosti delež aktivnega materiala in tako poveča energijsko gostoto |
| Perkolacijski prag | Izjemno nizko (≈0,05%) | Srednje (≈0,3 %) | Nizek prag pronicanja je primernejši za ultra-tanke elektrode in visoko-kompaktne elektrode |
| Disperzijska težava | Relativno visoka, nagnjena k mikroskopskim aglomeracijam | Zmerno, primerno za običajne sisteme za mletje kroglic | Starejša disperzijska oprema morda ne bo v celoti dosegla učinkovitosti paste SWCNT |
| Obdobje stabilnosti lepila | Formulacije z visoko-trdno-vsebnostjo zahtevajo natančen nadzor razpršilnega sredstva | Zrele formulacije lahko ostanejo stabilne 30 dni brez plastenja | MWCNT pasta ima višjo procesno toleranco |
| Skupni stroški javnega naročila | visoko | Srednje-nizko | Shranjevanje energije in stroškovno{0}}učinkovite baterije dajejo prednost pasti MWCNT |
| Ugodna navodila za uporabo | Silicijeve-ogljikove anode, visoko-nikljeve hitro-polnilne baterije, polprevodniške-baterije | LFP baterije za shranjevanje energije, običajne NCM baterije, prevodna plastika, anti{0}}statični premazi | Več kot 80 % trenutnih projektov množične proizvodnje uporablja MWCNT prevodno pasto |
Reference podatkov:Znanost in tehnologija shranjevanja energijeliteratura o raziskavah industrializacije o prevodnih dodatkih in javno dostopnih parametrih formulacij vodilnih podjetij za baterije. Številna podjetja na slepo kupujejo prevodno pasto SWCNT, vendar so omejena s svojimi disperzijskimi postopki, ne morejo popolnoma raz{1}}združiti cevi, zaradi česar na koncu ne dosežejo pričakovanega nizkega dodajanja in visoke ciklične zmogljivosti. Shandong Tanfeng zagotavlja namenske disperzijske sisteme za obe vrsti paste, pri čemer so izdelki pred-obdelani za stabilizacijo pred odpremo, skupaj z navodili za prilagajanje postopka za zmanjšanje težav pri odpravljanju napak strank.
2. Scenariji, kjer je prednostna prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk z eno{1}}steno
Ko si prizadevate za ultra-visoko energijsko gostoto, hitro-zmogljivost polnjenja in silicijeve-ogljikove anodne sisteme ter ko so višji stroški surovin sprejemljivi, je eno-prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk najprimernejša izbira.
Največja prednost prevodne paste SWCNT je v tem, da lahko izredno majhna dodana količina zgradi neprekinjeno prožno prevodno mrežo, ki med polnjenjem in praznjenjem ublaži ogromno prostorninsko širitev silicijevih-ogljikovih anod ter ohranja neprekinjene prevodne poti.
Silicijeve-ogljikove kompozitne anode, visoko-nikljeve NCM baterije za hitro{2}}polnjenje:Majhen dodatek lahko zmanjša notranjo upornost elektrode in izboljša razpad dolg-cikla.
Poltrdne in polprevodni-litijeve baterije:Sistemi ultra-tankih elektrod, ki ne potrebujejo velike količine prevodnega aditiva, ki zaseda prostor.
Visok{0}}prozorni prevodni filmi, prilagodljivi materiali za zaznavanje:Zahteva nizko polnjenje, visoko prepustnost svetlobe in visoko prevodnost.
Lahki visoko{0}}prevodni kompoziti:Strogo nadzorovanje celotnega deleža polnila.
Opomnik za izbiro:Pri uporabi prevodne paste SWCNT je treba skrbno oceniti strižno zmogljivost obstoječe opreme za mešanje in mletje kroglic. Shandong Tanfeng lahko strankam zagotovi vzorce prevodne paste SWCNT z nizko-vsebnostjo- in visoko{3}}vsebnostjo- trdne snovi za izvedbo testov dodajanja gradientov in preverjanje ustreznosti opreme.
3. Scenariji, kjer je prednostna več{1}}prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk
Za veliko-množično proizvodnjo baterij za shranjevanje energije, običajnih električnih litijevih baterij, prevodne plastike in anti-statičnih premazov, kjer sta prednostna naloga stabilnost stroškov in združljivost postopkov, je več{2}}prevodna pasta iz ogljikovih nanocevk z več stenami prva izbira.
Pot tehnologije prevodne paste MWCNT je trg potrdil že več kot desetletje, z zrelo dobavno verigo, prilagodljivo veliki večini obstoječih linij za proizvodnjo litijevih baterij in opreme za mešanje premazov, z visoko toleranco procesa.
Baterije za shranjevanje energije LFP, nizkohitrostne baterije za električna vozila, običajne digitalne baterije 3C.
Prevodni masterbatchi, anti-statični silikon, epoksi anti-statični talni premazi.
Podjetja, ki si prizadevajo za stroškovno ravnovesje, brez ekstremnih zahtev glede energijske gostote, ki potrebujejo stabilno oskrbo-velikih količin.
Oprema za disperzijo proizvodne linije je sestavljena iz običajnih standardnih bisernih mlinov brez visoko{0}}nano-disperzijskih enot.
Kot zrela rešitev za masovno proizvodnjo prevodna pasta MWCNT podjetja Shandong Tanfeng strogo nadzoruje kovinske nečistoče, manjše od ali enake 100 ppm, in je na voljo v dveh serijah: pasta na osnovi-na osnovi NMP{1}}olja in pasta na osnovi-vode, ki je primerna za različne anodne in katodne sisteme, kar predstavlja glavni izbor za množično proizvodnjo shranjevanja energije in električnih baterij.
4. Tri pogoste napake pri izbiri, da se izognete dvojnim izgubam glede učinkovitosti in stroškov
Ne izbirajte samo na podlagi "dobre ali slabe prevodnosti"; združljivost opreme, aplikacijski sistem in dolgoročne-celotne stroške je treba oceniti hkrati.
Napaka 1: Izbira SWCNT paste na slepo, ker je "večja prevodnost boljša."
Prevodna pasta SWCNT ima višjo ceno na enoto. Če je izdelek postavljen kot stroškovno{1}}učinkovita baterija za shranjevanje energije, bo redundanca zmogljivosti neposredno povečala stroške proizvodnje celic z omejenimi koristmi.
Napaka 2: Neposredno dovajanje kupljene paste brez upoštevanja združljivosti disperzije.
Mikrostruktura SWCNT je bolj fina. Če se disperzijski sistem ne ujema, ostane veliko število cevi aglomeriranih, dejanski prevodni učinek pa je lahko celo slabši od dobro-razpršene prevodne paste MWCNT.
Napaka 3: Zanemarjanje združljivosti sistema topil.
Sistemi-na osnovi vode in sistemi na osnovi-olja-na osnovi NMP ustrezajo različnim formulacijskim pastam. Nepazljivo mešanje lahko zlahka povzroči flokulacijo brozge in luknjičaste napake v ploščah elektrod.
Praktični načrt za odpravljanje napak:Najprej od proizvajalca zahtevajte majhne vzorce istega sistema topil, nastavite vzporedne teste dodajanja gradientov in opazujte stabilnost gnojevke, upornost elektrode in zmogljivost cikla, preden oddate velika naročila. Tehnična ekipa podjetja Shandong Tanfeng lahko strankam pomaga pri oblikovanju primerjalnih testnih načrtov za skrajšanje cikla raziskav in razvoja.
5. Povzetek logike odločanja o hitri izbiri
Določite pozicioniranje izdelka:High{0}}hitro polnjenje, silicijeve-ogljikove anode, polprevodniške-baterije → osredotočenost na ocenjevanje prevodne paste SWCNT; shranjevanje energije, konvencionalna moč, množična proizvodnja prevodnih polimerov → dajte prednost MWCNT prevodni pasti.
Preverite zmogljivost disperzijske opreme proizvodne linije:Starejše konvencionalne linije dajejo prednost pasti MWCNT; linije, opremljene z visoko{0}}natančno nano-disperzijsko opremo, lahko testirajo SWCNT pasto.
Določite zgornjo mejo dodatka:Če mora biti skupni prevodni delež aditiva pod 0,3 %, poskusite z raztopino SWCNT; če je sprejemljivih 0,5 % ali več prevodnega dodatka, je MWCNT pasta boljša stroškovno-učinkovitost.
Potrdite topilo:Vnaprej se posvetujte s proizvajalcem za sisteme, ki temeljijo-na vodi ali-na osnovi NMP, in izberite ustrezen sistem prevodne paste CNT.
Shandong Tanfeng New Material ima -zmogljivosti obsežne proizvodnje tako za SWCNT kot MWCNT prevodne paste in lahko prilagodi trdno vsebino paste in disperzijske sisteme na podlagi različnih delovnih pogojev za anode/katode litijeve baterije, prevodne premaze in polimerne kompozite. Zagotavljajo tudi MSDS, poročila o preskusih in popolna priporočila za procese, kar ponuja-rešitev na enem mestu za izbiro CNT paste in izzive pri odpravljanju napak pri disperziji.