פרק 1: מהו משחה מוליכה ננו-צינורית מבוססת שמן-?
בתחום התוספים המוליכים לסוללות ליתיום, משחת מוליך CNT מבוססת שמן- היא טופס הבקשה הרגיל ביותר. זהו מוצר תוסף מוליך נוזלי שנוצר על ידי פיזור אחיד של CNT ב-N-מתילפירולידון (NMP) כממס.
מדוע זה נקרא "מבוסס-שמן"? מכיוון ש-NMP הוא ממס אורגני עם מאפיינים הידרופוביים וליפופיליים, לכן סוג זה של משחה נקרא משחה על בסיס שמן- או משחה מוליכה שמנונית. לעומת זאת, משחה על בסיס מים- משתמשת במים כממס.
מרכיבי הליבה של משחת CNT מוליך-על בסיס שמן כוללים:
ננו-צינוריות פחמן:הליבה המוליכה, שיכולה להיות צינורות-חד-קירות או צינורות-רב-דפנות.
ממס NMP:מדיום הפיזור, בדרך כלל מהווה 80%-97% מההרכב.
חומר פיזור:מונע צבירה של CNT, כגון PVP.
PVDF:קלסר,-הוסף מראש בחלק מהמשחות.
פרק 2: יתרונות הליבה של משחה מבוססת שמן{{1}
2.1 תאימות מושלמת למערכת PVDF
היתרון הגדול ביותר של משחה על בסיס שמן טמון בתאימות הטבעית שלה למערכת הקלסרים הרגילה של PVDF המשמשת בקתודות של סוללות ליתיום. ניתן להמיס PVDF (פוליווינילידן פלואוריד) רק בממיסים אורגניים קוטביים כגון NMP ואינו מסיס במים. לכן, שימוש במשחת CNT מבוססת-שמן מאפשר ערבוב ישיר עם תמיסת ה-PVDF ללא צורך בהתאמות פורמולציות נוספות. במשחת ה-CNT המוליך-הדופן השומנית של שאנדונג טנפנג, תכולת ה-PVDF היא 2 ± 0.1% משקל, עובדת באופן סינרגטי עם NMP ו-CNTs, וניתן להשתמש בה ישירות בתהליך ערבוב התלושים.
2.2 יציבות פיזור טובה ועקביות אצווה חזקה
פיזור CNTs הוא אתגר מוכר בתעשייה. על ידי בחירה סבירה של חומרי פיזור ואופטימיזציה של תהליך ההכנה, המערכת המבוססת על שמן יכולה להשיג-מצב פיזור יחיד של CNTs. במשחת CNT מרובת-שמן מבוססת {-בשימוש נתרן 4-סטירן סולפונט כחומר מפזר, ה-CNTs רב-דופנות קיימים בצורת פיזור חד-פעמי, אינם נוטים להצטברות, בעלי תכונות פיסיקוכימיות יציבות, ניתנים לאחסן לאורך זמן רב ואינם מועדים להיווצרות שכבות.
2.3 תהליך בוגר, ניתן להתאמה לקווי ייצור קיימים
ניתן להשתמש במשחה המבוססת על שמן- ישירות בתהליך ערבוב התלושים של מערכות המבוססות על-שמן, וה-CNT מפוזרים באופן אחיד ביריעות האלקטרודות שהוכנו לאחר הציפוי. עבור יצרני תאים שכבר הקימו מערכות שחזור NMP, המשמעות היא עלויות מיתוג נמוכות ומחזורי הקדמה קצרים.
2.4 ביצועים אלקטרוכימיים מעולים
משחה המבוססת על-שמן יכולה ליצור רשת מוליכה יעילה בסוללות ליתיום, להפחית את ההתנגדות הפנימית של הסוללה, לשפר את ביצועי האחסון-בטמפרטורה גבוהה ולשפר את חיי המחזור ואת יכולת הקצב. כמות ההוספה המומלצת של משחת CNT שומנית מעט- היא רק 0.5%-0.8% מתכולת הפחמן, ומשיגה שיפור משמעותי בביצועים.
פרק 3: מפתחות טכניים: תהליך פיזור והכנה
3.1 בחירת חומרי פיזור
חומר הפיזור הוא המחסום הטכני הליבה של משחה על בסיס שמן.- החברה שולטת בכל-טכנולוגיית הליבה של השרשרת של הכנת משחת CNT והיא בעלת הטכנולוגיה הייחודית להכנה-עצמית של חומרי פיזור. חומרי הפיזור המשמשים כוללים שילובים שונים כגון פוליווינילפירולידון (PVP), cetyltrimethylammonium bromide, ו-cellulose hydroxypropyl methyl ether. במשחת CNT שומנית עם דופן- אחת, יש לשלוט במדויק על היחס בין חומר פיזור לתערובת- יחידת CNT כדי להשיג את אפקט הפיזור הטוב ביותר.
3.2 תהליך הכנה
משחת CNT מבוססת-שמן מוכנה בדרך כלל תוך שימוש ב-CNT המיוצרים בשיטת כימיקלים באדים (CVD) כחומרי גלם, באמצעות תהליכים כגון טרום-פיזור, כרסום חרוזים והתאמת ניסוח. באמצעות מערכת מחזור- כפולה וניטור מקוון של צמיגות הדבק, CNTs מתווספים במספר שלבים, ובכך מפחיתים למעשה את שיא הצמיגות של משחת CNT עם תוכן-מוצק- ומשפרת את יכולת העיבוד של משחת תוכן מוצק- גבוה.
3.3 בקרת פרמטרים של תהליך מפתח
| פָּרָמֶטֶר | טווח טיפוסי | תֵאוּר |
|---|---|---|
| תוכן מוצק | 2.3%-6.0% | כולל CNTs + dispersant + PVDF |
| תוכן CNT | 0.4%-5% | צינורות-דפנות בודדים הם בדרך כלל בסביבות 0.4% |
| צְמִיגוּת | פחות או שווה ל-10,000 mPa·s | מוצרים-מתקדמים פחות או שווה ל-4,500 mPa·s |
| לַחוּת | פחות או שווה ל-1,000 עמודים לדקה | מחוון מפתח, משפיע על הביצועים החשמליים |
| זיהומי מתכת | Fe פחות או שווה ל-5 ppm | חומר משקע מגנטי פחות או שווה ל-0.2 ppm |
פרק 4: יחיד-דפנות מול רב-דפנות: שתי אפשרויות לדבק מבוסס שמן-
4.1 משחת צינורות שומנית מרובת-: העלות-בחירת היעילות
למשחת CNT שומנית מרובה-קירות יש טכנולוגיה בוגרת ועלות נמוכה יחסית. CNTs מרובי-קירות מורכבים משכבות מרובות של גרפן המקוננות אחת בשנייה, עם 2-50 שכבות, טווח קוטר של 6-500 ננומטר ואורך של 1-30 מיקרומטר.
המשחה השומנית 40-60 ננומטר מרובה קירות CNT, עם אורך שפופרת של 3-15 מיקרומטר, בעלת תכונות מכניות, תכונות חשמליות ותכונות תרמיות מצוינות, והיא נמצאת בשימוש נרחב בתוספים מוליכים לסוללות ליתיום, תוספים פולימרים, חיישנים ותחומים אחרים.
4.2 משחת צינורות שומנית אחת-: בחירת הביצועים
CNTs חד-דופן נוצרות על ידי גלגול שכבה אחת של גרפן, עם פחות פגמים בדופן הצינור, טווח התפלגות בקוטר קטן יותר (1-2 ננומטר), ואחידות ויציבות גבוהות במיוחד.
המוליכות החשמלית של צינורות חד-דפנות טובה משמעותית מזו של צינורות מרובי-דפנות. בשל המוליכות החשמלית המעולה שלהם, ניתן להוסיף צינורות- חד דופן בכמויות נמוכות יותר, מה שעוזר ליצרני הסוללות להגדיל את שיעור החומר הפעיל של האלקטרודה החיובית ולשפר את צפיפות האנרגיה.
Shandong Tanfeng's single-walled CNT oily conductive paste has a CNT content of 0.40 ± 0.05 wt%, a tube length of >98 מיקרומטר, צמיגות של פחות או שווה ל-4,500 mPa·s, וחיי מדף של עד 365 ימים.
4.3 מעט-צינורות חומה: דרך אמצעית
מעטים-CNTs בעלי קירות (2-5 שכבות) נופלות בין צינורות-חד-קירות ורב-דפנות, המשלבים כמה מהיתרונות של שניהם. למשחת ה-CNT המוליך F21-01, המבוססת על -שמן, בעלת קוטר שפופרת של 4-8 ננומטר, אורך שפופרת של 60-200 מיקרומטר, שטח פנים ספציפי של 400-700 מ"ר/ג', תכולת מוצק של 3.60 ± 0.10% של Less מ-0,0 מ-0,0 מ-0,0 תכולת לחות של פחות או שווה ל-1,000 ppm, זיהומי מתכת Fe פחות או שווה ל-5 ppm, וחומר משקע מגנטי פחות או שווה ל-0.2 ppm.
פרק 5: נוף שוק - ארגונים מקומיים מאיצים את הפריסה שלהם
5.1 פריצת דרך טכנולוגית והחלפה מקומית
במשך זמן רב, השוק של משחת CNT שומנית-מתקדמת-יחידה היה מונופול על ידי חברות זרות. עם זאת, בשנים האחרונות, ארגונים מקומיים מאיצים את פריצות הדרך שלהם.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. מתמקדת במחקר ופיתוח, ייצור ומכירה של אבקת CNT חדשה עם דופן- יחידה ומשחות מוליכות שלה, עם מוצרים הכוללים משחה מוליכה מבוססת שמן NMP-. למכשירי CNT-יחידים-שפותחים בעצמם של החברה יש יחס רוחב-גובה אחד בסדר גודל גבוה יותר, עם IG/ID > 100, פורץ דרך צוואר הבקבוק של טכנולוגיית ייצור המוני מקומי. טכנולוגיית משחה שומנית CNT מרובה-דפנות הפכה לבשלה יחסית, ומוצרים שומניים-נמוכים,-מוצקים-גבוהים, טוהר-גבוהים,-מתח גבוה-עמידים, ועמידים-גבוהים ביציבות שומניים פותחו בהצלחה בעבר. שאנדונג טנפנג השיגה ייצור-בקנה מידה גדול. בהשוואה ל-CNT מסוג -דומה, יש לו יתרונות בבקרת טוהר, עמידות ביריעות, התנגדות פנימית של הסוללה, ביצועי-קצב גבוה וביצועי פריקה-נמוכים בטמפרטורה.
פרק 6: היתרונות של שאנדונג טנפנג - שליטה עמוקה מניסוח לתהליך
כיצרנית של משחת מוליך CNT מבוססת-שמן, היתרונות העיקריים שלנו באים לידי ביטוי בהיבטים הבאים:
ראשית, תכנון-עצמי והכנה של זרזים.ייצור מוצרי CNT מאמצת בעיקר את שיטת השקיעה הכימית (CVD), והמפתח הטכני טמון בטכנולוגיית הניסוח וההכנה של הזרז. יש לנו -טכנולוגיות הכנת זרזים בפיתוח עצמי עבור זרזים מבוססי ברזל, קובלט, ניקל- והתומכים המתאימים להם, שיכולים להבטיח שדרוג מתמשך ואופטימיזציה של ביצועים של מוצרי CNT.
שנית, סינתזה עצמית- של חומרים מפזרים.חומר הפיזור הוא המחסום הטכני הליבה של משחה על בסיס שמן.- יש לנו את הטכנולוגיה הייחודית להכנה עצמית של- חומרי פיזור, יצירת יתרונות מקיפים בבקרת לחות וטומאה, האיזון בין טוהר ומוליכות וויסות היציבות הראוולוגית.
שלישית, יכולת ניסוח מותאם אישית.ללקוחות שונים ולמערכות סוללות שונות יש דרישות שונות למשחה מוליכה. אנו יכולים להתאים פרמטרים כגון סוג CNT, תכולת מוצק וצמיגות בהתאם למערכת החומרים הקתודית של הלקוח (טרינרי-ניקל גבוה, ליתיום ברזל פוספט וכו') ודרישות התהליך, תוך מתן מוצרי משחה שמנונית בהתאמה אישית.
רביעית, מערכת בקרת איכות שלמה-תהליך.מהכנת זרז, סינתזת CNT וטיהור ועד פיזור הדבק, יש לנו יכולת מלאה-של ייצור השרשרת. תכולת הלחות נשלטת בטווח של 1,000 ppm, זיהומי מתכת Fe פחות מ- או שווה ל- 5 ppm, חומר משקעים מגנטי פחות או שווה ל-0.2 ppm, מה שמבטיח עקביות אצווה של המוצר.
חמישית, יכולת איטרציה טכנולוגית מתמשכת.אנו עוקבים מקרוב אחר הגבול הטכנולוגי של התעשייה. מצינורות מרובי-דפנות לכמה-צינורות בעלי קירות בודדים ועד לצינורות-יחידים, מטריצת המוצרים שלנו משתדרגת ללא הרף. משחת CNT שמנונית-גבוהה,-בטוהר-חד-דופן גבוהה השיגה ייצור המוני, עם IG/ID > 100, וביצועים דומים לרמות מתקדמות בינלאומיות.
פרק 7: משחה מבוססת שמן-מול מים-משחה מבוססת: טבלה אחת כדי להבין כיצד לבחור
| מימד השוואה | משחה על בסיס שמן{{0} (NMP) | הדבק-על בסיס מים |
|---|---|---|
| מֵמֵס | NMP | מים מופלים |
| מערכת תואמת | מערכת PVDF | מערכת CMC/SBR |
| ידידותיות לסביבה | ל-NMP יש רעילות רבייה, בכפוף לרגולציה | ידידותי לסביבה, לא-רעיל |
| עֲלוּת | מחיר NMP גבוה יחסית | עלות המים נמוכה במיוחד |
| קושי פיזור | בֵּינוֹנִי | גבוה יותר (CNTs הם הידרופוביים) |
| בגרות תהליך | גָבוֹהַ | בֵּינוֹנִי |
| תרחישים ישימים | סוללות כוח מיינסטרים | תרחישים עם דרישות גבוהות להגנת הסביבה |
הצעת בחירה:יצרני סוללות חשמל שכבר יש להם מערכת שחזור NMP צריכים לתעדף משחה מבוססת שמן-; קווי ייצור חדשים שנבנו או אזורים עם דרישות סביבתיות מחמירות כמו יצוא מהאיחוד האירופי עשויים לשקול פתרונות מבוססי מים-.
פרק 8: מסקנה
משחה מוליך CNT מבוססת-שמן היא הבחירה המרכזית בתחום התוספים המוליכים לסוללות ליתיום הנוכחיות. הוא משתמש ב-NMP כממס וב-CNT כשלב המוליך, תואם לחלוטין למערכת PVDF, ויש לו תהליכים בוגרים, פיזור יציב וביצועים אלקטרוכימיים מצוינים.
משחה שמנונית עם דופן-יחידה, המסתמכת על המוליכות החשמלית הגבוהה יותר וכמות התוספת הנמוכה יותר, הופכת לבחירה הראשונה עבור סוללות-מתקדמים; משחה שומנית צינורית רבת-דפנות, עם יתרון העלות-היעילות שלה, תופסת את נתח השוק המרכזי. כאשר ארגונים מקומיים כגון שאנדונג טנפנג משיגים פריצות דרך טכנולוגיות, תהליך הלוקליזציה של משחת מוליך CNT מבוססת שמן- מואץ.
אם אתה מחפש משחה מוליך CNT מבוססת-שמן, או רוצה ללמוד על פתרונות היישום של משחה שומנית אחת-דופנות/מרובות-דופנות במערכת הסוללות שלך, אל תהסס לפנות אלינו. כיצרנית מקצועית, שאנדונג טנפנג מספקת מטריצת מוצר מלאה מאבקה ועד משחה, ועוזרת לשפר באופן מתמיד את ביצועי הסוללה שלך.