Viena-sienas oglekļa nanocaurules vadītspējīga suspensija: kā izvēlēties starp ūdens-bāzes un NMP{2}}eļļas suspensiju?

Litija bateriju materiālu atlases procesā daudzi pētniecības un attīstības inženieri cīnās ar šķīdinātāju sistēmas izvēli SWCNT vadošai vircai. Lai gan oglekļa nanocaurules veiktspēja ir līdzīga ūdens un NMP eļļas versijām, to izkliedējošās sistēmas, savietojamība un apstrādes apstākļi ievērojami atšķiras. Nepareizas sistēmas izvēle var izraisīt tādas problēmas kā vircas flokulācija, dispersijas kļūme un elektrodu pretestības palielināšanās masveida ražošanas laikā. Lai pilnībā izmantotu SWCNT galvenās priekšrocības: augstu vadītspēju un zemu pievienošanas līmeni, ir svarīgi precizēt divu veidu vircas piemērojamās robežas un saskaņot tās ar rūpnīcas esošo sajaukšanas procesu. Shandong Tanfeng var piegādāt gan uz ūdens{6}}, gan uz NMP eļļas-bāzētas SWCNT suspensijas, kā arī ir pabeidzis sastāva pielāgošanu dažādām sajaukšanas sistēmām, lai palīdzētu litija bateriju ražotājiem samazināt izmēģinājumu{8}}un-kļūdu izmaksas.

I. Pamatrādītāja salīdzinājums: uz ūdens-bāzēta un NMP eļļas-bāzes SWCNT suspensija

Galvenā atšķirība starp SWCNT suspensiju, kuras pamatā ir ūdens{0}}un NMP eļļa{1}}, ir disperģētājā un šķīdinātāja nesējā. Lai gan CNT vadītspēja ir līdzīga, to saderība ar saistvielām un aktīvajiem materiāliem ir pilnīgi atšķirīga. Sistēmu sajaukšana vai izmantošana ir stingri aizliegta.

SWCNT ir ļoti smalks diametrs, un tie ir ļoti pakļauti aglomerācijai. Uz ūdens- un eļļas- bāzes veidotām suspensēm tiek izmantotas pilnīgi atšķirīgas virsmas modifikācijas un disperģēšanas sistēmas, lai tās būtu piemērotas nesaderīgai ūdens un NMP sajaukšanas videi. To sajaukšana, iespējams, izraisīs izkliedējošus nokrišņus un liela mēroga -CNT aglomerāciju. Pamatojoties uz GB/T 33818-2017 standartu oglekļa nanocauruļu vadošajām suspensēm, galveno indikatoru salīdzinājumi ir šādi:

Shandong Tanfeng ražo šos divu veidu SWCNT vadošās suspensijas atsevišķās ražošanas līnijās, lai izvairītos no savstarpējas-piesārņošanas. Katrai partijai tiek veikta saderības pārbaude, lai nodrošinātu atbilstošu CNT atdalīšanu attiecīgajā sistēmā un samazinātu aglomerācijas risku.

II. Piemērotas sistēmas un pielietošanas punkti NMP eļļai{1}}uz SWCNT vadītspējīgai vircai

Uz NMP eļļas{0}}bāzes vadošā SWCNT suspensija ir piemērota tikai NMP-šķīdinātāju sajaukšanas sistēmām, galvenokārt litija akumulatoru katodiem. To nevar izmantot anoda suspensijās uz ūdens bāzes. Padeves procesā jāietver iepriekšēja-sajaukšana ar PVDF saistvielas šķīdumu.

Eļļas -bāzes SWCNT suspensija izmanto NMP kā nesēju ar disperģētājiem, kas stabili šķīst NMP un nodrošina lielisku saderību ar PVDF saistvielu.Galvenie pielietojuma scenāriji:Augsta-niķeļa NCM katodi, augstsprieguma-katodu sistēmas un eļļas-bāzes katodu sastāvi, kuriem nepieciešams pievienot ārkārtīgi zemu vadītspējīgu aģentu.

Standarta sajaukšanas procedūra:

Pilnībā izšķīdiniet PVDF NMP šķīdinātājā, lai sagatavotu viendabīgu saistvielas šķīdumu.

Pievienojiet SWCNT NMP eļļas{0}}suspensiju un iepriekš-jauciet ar mazu ātrumu, ļaujot CNT pilnībā izkliedēt saistvielas šķīduma vidē.

Pievienojiet katoda aktīvo materiālu un citus vadošus līdzekļus, pakāpeniski palielinot izkliedes ātrumu.

Pēc smalkuma un viskozitātes pārbaudes filtrējiet un pārnesiet uz pārklāšanas procesu.

Ražošanas piesardzības pasākumi:

Stingri aizliedziet pievienot SWCNT suspensiju uz NMP eļļas{0}}uz ūdens bāzes. tas izraisīs tūlītēju flokulāciju un aglomerāciju.

SWCNT ir jutīgi pret dispersijas apstākļiem. Nav ieteicama barošana ar sausu pulveri; iepriekšēja-maisīšanas darbība ir būtiska.

Nodrošiniet labu darbnīcas ventilāciju un kontrolējiet cietā satura novirzi, ko izraisa NMP šķīdinātāja iztvaikošana.

Rūpnīcas gadījuma izpēte:Uzņēmums ar augstu -niķeļa NCM akumulatoru ražošanu sākotnēji savā NMP katoda sistēmā kļūdaini izmantoja SWCNT vadītspējīgu suspensiju, kuras pamatā ir ūdens-. Suspensijā parādījās redzams flokulants materiāls, kas izraisīja masīvu elektrodu loksnes noraidīšanu melno plankumu dēļ. Pēc pārejas uz Shandong Tanfeng NMP eļļas -bāzes SWCNT vadītspējīgu suspensiju un pēc iepriekšēja-sajaukšanas procesa elektrodu pretestība atbilda standartiem, un defektu biežums atgriezās normālā stāvoklī.

III. Piemērotas sistēmas un uzklāšanas punkti uz ūdens{1}}vadošas SWCNT bāzes

Ūdens-vadoša SWCNT suspensija ir īpaši paredzēta ūdens sajaukšanai, ko galvenokārt izmanto litija akumulatoru anodos. Tas nav piemērots NMP eļļas{2}}katodu sistēmām. Procesam ir nepieciešama sākotnējā sajaukšana ar CMC saistvielas šķīdumu, vēlāk pievienojot SBR saistvielu.

Ūdens -SWCNT suspensijā kā barotne tiek izmantots tīrs ūdens ar ūdens videi pielāgotiem dispersantiem. Tas galvenokārt ir paredzēts grafīta anodiem un augsta -silīcija-silīcija-oglekļa anodiem, kas atbilst pašreizējām tendencēm uz videi draudzīgiem ūdens-anodu procesiem.

Galvenie pielietojuma scenāriji:Augstākās-silīcija-oglekļa anodi, ātrās-uzlādes grafīta anodi un mikro-akumulatora anodi.

Standarta sajaukšanas procedūra:

Izšķīdiniet CMC dejonizētā ūdenī, lai sagatavotu viendabīgu saistvielas šķīdumu.

Pievienojiet SWCNT vadošo suspensiju uz ūdens-bāzes un iepriekš-izkliedējiet ar mazu ātrumu.

Pievienojiet grafīta/silīcija-oglekļa aktīvo pulveri un vadošās palīgvielas, pēc tam lielā ātrumā izkliedējiet.

Visbeidzot pievienojiet SBR lateksu ar mazu ātrumu un noregulējiet viskozitāti, lai pabeigtu vircas sagatavošanu.

Ražošanas piesardzības pasākumi:

SBR nevajadzētu ilgstoši sajaukt ar SWCNT suspensiju, kuras pamatā ir ūdens,{0}}ar lielu ātrumu, jo tas var izraisīt lateksa demulsifikāciju.

Glabāšanas laikā stingri izvairieties no zemas{0}}temperatūras sasalšanas; sasalšanas-atkausēšanas cikli neatgriezeniski bojā izkliedes sistēmu.

Nepieļaujiet piesārņojumu ar NMP{0}}eļļas bāzes vircu, jo tas izraisīs flokulāciju.

Shandong Tanfeng ūdens{0}}vadošā SWCNT suspensija ir pārveidota un optimizēta silīcija-oglekļa anodiem. Tas var uzturēt CNT tilta tīklu pat atkārtotas silīcija daļiņu izplešanās un saraušanās gadījumā, palīdzot šūnai uzturēt stabilu cikla mūžu.

IV. Pamatizmēri atlases spriedumam

Primārais atlases kritērijs ir rūpnīcā esošā sajaukšanas šķīdinātāju sistēma, kam seko tas, vai elektrods ir katods vai anods. Veiktspēju nevar balstīt tikai uz CNT īpašībām; pat augstākās kvalitātes SWCNT nedarbosies, ja šķīdinātāja nesējs nav saderīgs.

Izplatīts nepareizs priekšstats:Daži pētniecības un attīstības darbinieki uzskata, ka jebkura SWCNT vadoša virca ir universāla, un vienkārši nomaina šķīdinātāja nesēju vai sajauc tos tieši. Tas neizbēgami noved pie vircas flokulācijas un elektrodu defektiem. Pat ja CNT izejmateriāls ir vienāds, dispersijas sistēmas uz ūdens -un eļļas- bāzes ir pilnīgi atšķirīgas un neatbalsta savstarpēju-izmantošanu.

Ja uzņēmumam ir vajadzīgas gan katoda, gan anoda izstrādes vajadzības, Shandong Tanfeng var nodrošināt gan uz eļļas{0}}, gan uz ūdens{1}}bāzētu SWCNT vadošu suspensiju paraugus paralēliem maza mēroga salīdzināšanas izmēģinājumiem, tādējādi samazinot pētniecības un izstrādes izmēģinājumu-un-kļūdu izmaksas.

V. Ienākošo materiālu pārbaudes un ražošanas prakses ieteikumi

Saņemot SWCNT vadītspējīgu suspensiju, papildus cieto vielu saturam un CNT saturam ir ļoti svarīgi veikt maza mēroga{0}}kompozīcijas saderības pārbaudi. Pirms izmēģinājuma un masveida ražošanas apstiprināšanas pārbaudiet saderību ar rūpnīcas saistvielām.

Lai izvairītos no nepareizas materiāla izņemšanas noliktavā, pārbaudiet izstrādājuma rūpnīcas pārskatu, lai pārliecinātos, vai tā ir uz ūdens{0}} vai uz NMP eļļas- bāzes izgatavota versija.

Ierodoties uzglabājiet atbilstoši norādītajiem nosacījumiem un pirms lietošanas rūpīgi{0}}apmaisiet visu tvertni.

Dodiet priekšroku laboratorijas{0}}mēroga izmēģinājumiem, novērojot flokulāciju vai aglomerāciju, kā arī pārbaudot smalkumu un elektrodu pretestību.

Kad maza mēroga{0}}elektroķīmiskā veiktspēja ir apmierinoša, turpiniet ar izmēģinājuma pārbaudi un pēc tam masveida ražošanu.

Shandong Tanfeng tehniskā komanda var nodrošināt procesu atsauces, piemēram, maisīšanas ātrumu un iepriekšējas{0}}jaukšanas ilgumu, pamatojoties uz klienta esošo formulu, lai saīsinātu atkļūdošanas ciklu.

SWCNT vadošās suspensijas tiek sadalītas uz NMP eļļas{0}}un uz ūdens{1}} bāzes. Lai gan CNT veiktspēja ir līdzīga, dispersanti un šķīdinātāju nesēji ir pilnīgi neatkarīgi un tos nevar sajaukt dažādās sistēmās. Uz NMP eļļas -bāzēta SWCNT suspensija ir piemērota katodu sistēmām, kurās izmanto NMP sajaukšanu un PVDF saistvielu. Ūdens-SWCNT suspensija ir piemērota anodu sistēmām, kurās izmanto ūdens sajaukšanu un CMC{7}}SBR saistvielu, visbiežāk silīcija-oglekļa anodiem. Galvenais izvēles faktors ir rūpnīcas sajaukšanas šķīdinātāja un elektrodu veida atbilstība, kam seko neliela{10}apjoma pārbaude. Shandong Tanfeng ir masveida ražošanas iespējas gan uz ūdens, gan uz naftas bāzes ražotām SWCNT vadošajām suspensēm ar stingru piemaisījumu kontroli un partijas stabilitāti, kā arī nodrošina atbalsta procesu tehnoloģiju atbalstu, lai palīdzētu izstrādāt augstas klases akumulatoru projektus.