Oglekļa nanocaurules vadošās pastas sagatavošanas procesā daudzi pētniecības un attīstības darbinieki saskaras ar tādām problēmām kā neparasti vircas viskozitāte, nevienmērīga izkliede un lielas elektrodu loksnes iekšējās pretestības svārstības. Papildus dispersijas procesam un šķīdinātāju sistēmas faktoriem galvenais cēlonis galvenokārt ir pašu oglekļa nanocauruļu fizikālo īpašību atšķirības. Oglekļa nanocauruļu diametrs, garums un īpatnējais virsmas laukums ir trīs galvenie produktu izvēles rādītāji. Katra parametra izmaiņām būs ķēdes reakcija uz CNT vadošās pastas dispersijas stabilitāti, vadītspējas efektivitāti un apstrādes spēju. Tālāk mēs analizējam katra parametra īpašo ietekmi, pamatojoties uz faktiskajiem masveida ražošanas apstākļiem.
1. Oglekļa nanocaurules diametrs nosaka vircas izkliedes grūtības un vadītspējas kontakta pretestību
Jo mazāks ir oglekļa nanocauruļu diametrs, jo labāka ir iekšējā vadītspēja, bet augstāka virsmas aktivitāte, kas palielina aglomerācijas iespējamību, palielina dispersijas grūtības un sistēmas viskozitāti. Lielāka diametra caurules ir vieglāk izkliedētas, tāpēc tās ir piemērotas preparātiem, kuru apstrādājamība ir prioritāte.
Plānākiem CNT ir mazāk cauruļu sieniņu, zemāka elektronu vadīšanas pretestība un izcilāks vadītspējas efekts ar tādu pašu pievienošanas daudzumu. Tomēr van der Vālsa spēki starp plānākām caurulēm ir spēcīgāki. Ja malšanas un izkliedēšanas process netiek pareizi kontrolēts, tie var viegli sapīties no jauna, izraisot daļiņas un nogulsnēšanos suspensijā. Biezākiem CNT ir vājāka savstarpēja sapīšanās tendence, nodrošinot lielāku dispersijas toleranci NMP un ūdens{4}}sistēmās, ar labāku vircas plūstamību, kas ir piemērota liela mēroga pārklājumu ražošanai.
| CNT diametra diapazons | Vircas pamatīpašības | Piemērojamie scenāriji |
|---|---|---|
| 5–10 nm (plāns diametrs) | Lieliska vadītspēja, pakļauta aglomerācijai, lielāka vircas viskozitāte | Augsta-enerģijas-blīvuma litija bateriju katodi, īpaši-plānas vadošas plēves |
| 10–20 nm (parastais diametrs) | Labs vadītspējas un dispersijas līdzsvars, kontrolējama viskozitāte | Jaudas litija baterijas, vadošas līmvielas |
| Virs 20 nm (biezais diametrs) | Viegla dispersija, laba suspensijas plūstamība, zemāka vadītspējas efektivitāte | Vadītspējīgas plastmasas, anti-statiski pārklājumi |
2. Oglekļa nanocaurules garums ietekmē vircas vadošā tīkla uzbūvi un reoloģiskās īpašības
Garākas oglekļa nanocaurules vieglāk veido nepārtraukti pārklājošus vadošus tīklus, samazinot kopējo vircas pretestību, bet tās ievērojami palielina vircas viskozitāti. Īsāki CNT nodrošina labāku plūstamību, kas ir piemēroti plāna pārklājuma procesiem, taču to vadītspēja tālsatiksmes -diapazonā ir vājāka.
Garie CNT paļaujas uz to viendimensijas garo struktūru, lai izveidotu liela attāluma{1}}vadošus ceļus pāri daļiņām. Neliels pievienošanas daudzums var sasniegt zemu iekšējo pretestību, ietaupot formulēšanas izmaksas. Tomēr pārāk garas caurules savijas, veidojot tīkla struktūru, bloķējot šķīdinātāju un izraisot ievērojamu vircas viskozitātes pieaugumu, kas var izraisīt apstrādes problēmas, piemēram, vilkšanu un sliktu pārklājuma izlīdzināšanu. Īsi CNT nav viegli sapīties viens ar otru, kā rezultātā veidojas stabila vircas reoloģija. Tos bieži izmanto kombinācijā ar garām caurulēm un ogli hibrīdās vadošās sistēmās, lai aizpildītu spraugas vadošajā tīklā.
Shandong Tanfeng var pielāgot CNT izejmateriālus ar dažāda garuma specifikācijām, vienlaikus izveidojot gatavu CNT vadošu pastu, lai optimizētu vircas reoloģiju, vienlaikus nodrošinot vadītspēju, pielāgojoties ātrdarbīgām-pārklājumu ražošanas līnijām un atrisinot problēmu, kas saistīta ar-nepieciešamu-kontroles viskozitāti formulējuma atkļūdošanas laikā.
3. Oglekļa nanocaurules īpatnējais virsmas laukums ietekmē suspensijas eļļas absorbciju, dispersantu devu un saskarnes sasaisti
Jo lielāks ir oglekļa nanocauruļu īpatnējais virsmas laukums, jo spēcīgāka ir to spēja absorbēt šķīdinātāju un saistvielu, tāpēc vircas sagatavošanai nepieciešams lielāks daudzums disperģētāja un saistvielas. Ja attiecība nav līdzsvarota, tas var viegli izraisīt vircas flokulāciju.
CNT ar augstu-specifisko-virsmas-apgabalu ir aktīvākas vietas un vairāk kontaktpunktu ar katoda un anoda aktīviem materiāliem, tādējādi efektīvi samazinot saskarnes kontaktu pretestību un uzlabojot akumulatora darbības laiku. Tomēr lielas -virsmas-cauruļu spēcīgā adsorbcijas spēja sistēmā patērē lielu daudzumu PVDF, CMC un citu saistvielu. Kad saistviela ir nepietiekama, vircas stabilitāte samazinās, izraisot slāņošanos un sedimentāciju. CNT ar zemu-specifisko-virsmas{10}}apgabalu ir zemāka adsorbcija, augstāka formulējuma tolerance, tie patērē mazāk saistvielas un ir vieglāk apstrādājami.
| Īpatnējās virsmas laukuma diapazons | Vircas sniegums | Piesardzības pasākumi attiecībā uz formulēšanu |
|---|---|---|
| >250 m²/g | Pietiekami vadītspējīgs kontakts, augsts saistvielas patēriņš, nosliece uz flokulāciju | Palielināt disperģētāja un saistvielas attiecību; kontrolēt cieto saturu |
| 150–250 m²/g | Līdzsvarota vispārējā veiktspēja, piemērota parastajiem litija bateriju sastāviem | Parastā cietā satura ražošana; plaša procesa pielāgošanas elastība |
| <150 m²/g | Zema adsorbcija, laba vircas stabilitāte, mazāk saskarnes saskares punktu | Piemērots zemas-viskozitātes bieza pārklājuma procesiem; var kombinēt ar ogli hibrīdsistēmā |
4. Trīs parametru sinerģiska saskaņošana: praktiski ieteikumi vircas sastāva izvēlei
Oglekļa nanocauruļu diametrs, garums un īpatnējais virsmas laukums savstarpēji ierobežo viens otru. Nevar sasniegt augstāko rezultātu vienā parametrā; tiem jābūt sinerģiski saskaņotiem, pamatojoties uz šķīdinātāju sistēmu, cieto vielu saturu un pārklājuma procesu.
Izvēloties tikai plānas, garas, augstas{0}}specifiskas-virsmas-CNT, var viegli rasties pārāk bieza putra un dispersijas traucējumi. Izvēloties tikai biezas, īsas, zemas-virsmas-caurules, tiek iegūta liela vadītspējīga piedevu deva, kas aizņem aktīvā materiāla proporciju un samazina produkta enerģijas blīvumu.
Parastajām jaudas bateriju katoda suspensēm dodiet priekšroku CNT ar mērenu diametru, mērenu garumu un līdzsvarotu īpatnējo virsmu. Augstas-atruma-uzlādes sistēmām var izmantot plānas-diametrs garas CNT. Anoda suspensēm uz ūdens bāzes ir ieteicamas modificētas CNT ar mērenu īpatnējo virsmu, lai samazinātu aglomerācijas risku.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd.
Oglekļa nanocauruļu diametrs kontrolē vircas vadītspēju un izkliedes grūtības. Garums nosaka vadošā tīkla nepārtrauktību un vircas viskozitāti. Konkrēts virsmas laukums ietekmē saistvielas patēriņu, vircas stabilitāti un saskarnes vadošo efektu. Šie trīs parametri mijiedarbojas viens ar otru un ir galvenais atsauces pamats CNT vadošās pastas formulējumam. Pamatojoties uz Shandong jaunajām materiālu nozares priekšrocībām, Shandong Tanfeng kā profesionāls oglekļa nanocauruļu un vadošas pastas ražotājs spēj masveidā-ražot vairākas CNT specifikācijas. Viņi var ieteikt piemērotus CNT parametrus, pamatojoties uz klienta mērķa suspensijas viskozitāti, cieto vielu saturu un vadītspējas indikatoriem, kā arī sniegt atbalstu vircas atkļūdošanas tehniskajam atbalstam, samazinot formulēšanas izmēģinājuma{6}}un-kļūdu ciklu.
FAQ
J: Vai lielāks oglekļa nanocauruļu īpatnējais virsmas laukums vienmēr nozīmē labāku vircas vadītspēju?
A: Ne obligāti. Augstas-virsmas-platības CNT ir pakļautas aglomerācijai. Ja dispersija neizdodas, vadītspēja faktiski samazinās. Izkliedes process un formulēšanas attiecība ir vienlīdz svarīgas.
J. Kā izvēlēties CNT parametrus zemas{0}}viskozitātes oglekļa nanocaurules vadošai pastai?
A: Dodiet priekšroku bieza diametra, īsa garuma un mērenas īpatnējās virsmas CNT. Varat arī tieši iegādāties Shandong Tanfeng iepriekš-izkliedētu gatavo vadošo pastu.