תרחיץ מוליך ננו-צינורי פחמן יחיד-: כיצד לבחור בין תמיסות מבוססות מים-ל-NMP שמן-?

במהלך תהליך בחירת החומר עבור סוללות ליתיום, מהנדסי מחקר ופיתוח רבים נאבקים בבחירת מערכת הממסים עבור תבלין מוליכות SWCNT. למרות שביצועי ננו-צינור הפחמן דומים בין גרסאות מבוססות מים-וגרסאות מבוססות שמן NMP-, מערכות הפיזור, התאימות ותנאי העיבוד שלהן שונים מאוד. בחירה במערכת הלא נכונה עלולה להוביל לבעיות כמו צניפת תפוחים, כשל בפיזור ועכבת אלקטרודה מרקיעת שחקים במהלך ייצור המוני. הבהרת הגבולות הרלוונטיים של שני סוגי הסלרי והתאמתם לתהליך הערבוב הקיים במפעל חיונית למינוף מלא של יתרונות הליבה של SWCNTs: מוליכות גבוהה ורמות תוספת נמוכות. שאנדונג טנפנג יכולה לספק תמיסות SWCNT על בסיס מים- וגם על בסיס שמן NMP-, והשלימה התאמות פורמולציות עבור מערכות ערבוב שונות כדי לעזור ליצרני סוללות ליתיום להפחית את עלויות הניסוי-ו-השגיאה.

I. השוואת אינדיקטור ליבה: מים-על בסיס נפט נפט-על בסיס SWCNT

ההבדל העיקרי בין תמיסות SWCNT על בסיס-מים ועל בסיס שמן NMP- נעוץ בנשא המפיץ והממס. בעוד שמוליכות CNT דומה, התאימות שלהם עם קלסרים וחומרים פעילים שונה לחלוטין. ערבוב או שימוש צולב- במערכת אסורים בהחלט.

ל-SWCNTs יש קטרים ​​עדינים במיוחד והם נוטים מאוד להצטברות. תמיסות על בסיס מים- ועל בסיס שמן- משתמשות במערכות שונות לחלוטין לשינוי פני השטח ולפיזור כדי להתאים לסביבות ערבוב מימיות ו-NMP שאינן תואמות. ערבוב ביניהם יגרום ככל הנראה למשקעים מתפזרים ולצבירת CNT בקנה מידה- גדול. בהתבסס על תקן GB/T 33818-2017 עבור תמיסות מוליכות ננו-צינוריות פחמן, השוואות אינדיקטורים מרכזיות הן כדלקמן:

שאנדונג טנפנג מייצרת את שני הסוגים הללו של תמיסות מוליכות SWCNT בקווי ייצור נפרדים כדי למנוע-זיהום צולב. כל אצווה עוברת אימות תאימות על מנת להבטיח התנתקות מספקת של CNT בתוך המערכת המתאימה לה ולהפחית את הסיכון להתאגדות.

II. מערכות מתאימות ונקודות יישום עבור NMP Oil-Based Slurry Conductive SWCNT

תמיסה מוליכה SWCNT מבוססת שמן NMP- מתאימה רק למערכות ערבוב ממס NMP-, בעיקר לקתודות של סוללות ליתיום. לא ניתן להשתמש בו בתמיסות אנודה על בסיס מים-. תהליך ההזנה חייב לכלול-ערבוב מראש עם תמיסת קלסר PVDF.

תמיסת SWCNT מבוססת שמן- משתמשת ב-NMP כמנשא, עם חומרי פיזור המסיסים ביציבות ב-NMP ומציעים תאימות מצוינת לחומר מקשר PVDF.תרחישי יישום עיקריים:קתודות NCM-ניקל גבוהות, מערכות קתודיות במתח-גבוהות ופורמולציות קתודות מבוססות-שמן הדורשות תוספת חומר מוליך נמוך במיוחד.

נוהל ערבוב סטנדרטי:

ממיסים PVDF במלואו בממס NMP כדי להכין תמיסת קלסר אחידה.

הוסף את השמן על בסיס שמן SWCNT NMP-וערבב מראש-במהירות נמוכה, מה שמאפשר ל-CNTs להתפזר במלואו בסביבת תמיסת הקלסר.

הוסף את החומר הפעיל הקתודה וחומרים מוליכים אחרים, והגבר בהדרגה את מהירות הפיזור.

לאחר ביצוע בדיקות עדינות וצמיגות מסננים ומעבירים לתהליך הציפוי.

אמצעי זהירות לייצור:

אסור בהחלט להוסיף תמיסת SWCNT על בסיס שמן NMP- ישירות לתוך תמיסה על בסיס מים-; זה יגרום להצקה ולצבירה מיידית.

SWCNTs רגישים לתנאי פיזור. האכלה באבקה יבשה אינה מומלצת; שלב הערבוב-קדם הוא חיוני.

הקפידו על אוורור טוב של בית המלאכה ושלטו בסחיפת התוכן המוצק הנגרמת על ידי אידוי ממס NMP.

תיאור מקרה של המפעל:חברת סוללות NCM גבוהה-ניצלה בתחילה בטעות-תמיסת SWCNT מוליך SWCNT במערכת ה-NMP שלה. חומר גמיש גלוי הופיע בתרחיץ, מה שהוביל לדחיית יריעות אלקטרודה מסיבית עקב כתמים שחורים. לאחר המעבר ל-Shandong Tanfeng שמבוסס על שמן NMP-תמיסה מוליכה SWCNT ובעקבות תהליך הערבוב המקדים, עכבת האלקטרודה עמדה בתקנים ושיעור הפגמים חזר לקדמותו.

III. מערכות מתאימות ונקודות יישום עבור מים-מתבססת SWCNT מוליך

תמיסת SWCNT מוליך-על בסיס מים מיועדת במיוחד לערבוב מימי, המשמשת בעיקר באנודות של סוללות ליתיום. הוא אינו מתאים למערכות קתודה מבוססות שמן NMP{{2}. התהליך דורש ערבוב ראשוני עם תמיסת קלסר CMC, עם קלסר SBR שנוסף מאוחר יותר.

תמיסת SWCNT על בסיס-מים משתמשת במים טהורים כמדיום, עם חומרי פיזור המותאמים לסביבה המימית. זה מיועד בעיקר לאנודות גרפיט ואנודות פחמן ב-סיליקון-תכולה גבוהה-, בהתאם למגמה הנוכחית של תהליכי אנודה ידידותיים לסביבה- במים.

תרחישי יישום עיקריים:אנודות פחמן-מתקדמים-של סיליקון, אנודות גרפיט-מהירה, ואנודות מיקרו-לסוללות.

נוהל ערבוב סטנדרטי:

ממיסים את CMC במים דהיוניים כדי להכין תמיסת קלסר אחידה.

הוסף את ה-SWCNT המוליך-על בסיס מים ופזר- מראש במהירות נמוכה.

הוסף את אבקת הפחמן הפעילה-גרפיט/סיליקון וחומרי עזר מוליכים, ולאחר מכן פזר במהירות גבוהה.

לבסוף, הוסף את לטקס SBR במהירות נמוכה והתאם את הצמיגות להשלמת הכנת התרחיץ.

אמצעי זהירות לייצור:

אין לערבב את SBR עם תמיסת SWCNT על בסיס מים- במהירות גבוהה במשך זמן רב, מכיוון שהדבר עלול לגרום לשחרור לטקס.

הימנעו בקפדנות מהקפאה-בטמפרטורה נמוכה במהלך האחסון; הקפאת-מחזורי הפשרה פוגעים באופן בלתי הפיך במערכת הפיזור.

אל תאפשר זיהום עם נפט-על בסיס שמן NMP, מכיוון שהדבר יגרום להצקה.

תמיסת SWCNT מוליך-על בסיס מים של שאנדונג טנפנג שונתה והוטבה לאנודות פחמן-סיליקון. זה יכול לשמור על רשת הגישור CNT גם תחת התרחבות והתכווצות חלקיקי סיליקון חוזרים ונשנים, ולעזור לתא לשמור על חיי מחזור יציבים.

IV. מימדי ליבה לשיפוט בחירה

קריטריון הבחירה העיקרי הוא מערכת הממס הקיימת של המפעל, ואחריה האם האלקטרודה היא קתודה או אנודה. ביצועים אינם יכולים להתבסס רק על מאפייני CNT; אפילו ה-SWCNTs האיכותיים ביותר יצליחו פחות אם נושא הממס אינו תואם.

טעות נפוצה:חלק מאנשי המחקר והפיתוח מאמינים שכל תרחיץ מוליך SWCNT הוא אוניברסלי ופשוט משנים את מנשא הממס או מערבבים אותם ישירות. זה מוביל בהכרח לצניפת תרחיץ ולפגמים באלקטרודות. גם אם חומר הגלם CNT זהה, מערכות הפיזור עבור תמיסות-על בסיס מים ושמן- שונות לחלוטין ואינן תומכות בשימוש צולב-.

אם לחברה יש צרכי פיתוח של קתודה ואנודה, שאנדונג טנפנג יכולה לספק דגימות של תמיסות מוליכות SWCNT-על בסיס-שמן וגם על בסיס מים עבור ניסויים מקבילים להשוואה-בקנה מידה קטן, מה שמפחית את עלויות מחקר ופיתוח-ו-עלויות שגיאות.

V. המלצות לבדיקת חומרים נכנסים וייצור

לאחר קבלת תמיסת SWCNT מוליך, בנוסף לתוכן מוצק ותוכן CNT, חיונית בדיקת תאימות ניסוח בקנה מידה קטן.- אשר תאימות עם הקלסרים של המפעל לפני שתמשיך לפיילוט וייצור המוני.

בדוק את דוח המפעל של המוצר כדי לאשר אם מדובר בגרסה מבוססת מים-או מבוססת שמן NMP- כדי למנוע שליפת חומרים שגויים במחסן.

אחסן בהתאם לתנאים שצוינו עם ההגעה וערב מחדש היטב- את כל התוף לפני השימוש.

תעדוף ניסויים בקנה מידה מעבדתי-, התבוננות בקצפת או צבירה, ובדיקת עדינות ועמידות אלקטרודות.

לאחר שהביצועים האלקטרוכימיים בקנה מידה קטן-משביע רצון, המשך לאימות פיילוט ולאחר מכן ייצור המוני.

הצוות הטכני של שאנדונג טנפנג יכול לספק הפניות לתהליך, כגון מהירות ערבוב ומשך ערבוב לפני-, בהתבסס על הניסוח הקיים של הלקוח כדי לקצר את מחזור ניפוי הבאגים.

תמיסות מוליכות SWCNT מחולקות לסוגים על בסיס שמן NMP- ועל בסיס מים-. בעוד שביצועי ה-CNT דומים, חומרי הפיזור ונושאי הממס הם בלתי תלויים לחלוטין ולא ניתן לערבב אותם בין מערכות. תמיסת SWCNT מבוססת שמן NMP- מתאימה למערכות קתודה המשתמשות בערבוב NMP וקוסר PVDF. תמיסת SWCNT מבוססת-מים מתאימה למערכות אנודה המשתמשות בערבוב מימי ובחומר מקשר CMC-SBR, לרוב עבור אנודות פחמן סיליקון-. גורם הבחירה העיקרי הוא התאמה לסוג הערבוב של הממס והאלקטרודות של המפעל עצמו, ולאחר מכן אימות{10}}בקנה מידה קטן. ל-Shandong Tanfeng יש יכולות ייצור המוני הן עבור תמיסות מוליכות SWCNT על בסיס-מים ועל בסיס שמן-, עם בקרת זיהומים קפדנית ויציבות אצווה, ומספקת תמיכה בטכנולוגיית תהליכים תומכת כדי לסייע בפיתוח פרויקטים של סוללה גבוהה-.