Ve fázi výběru vodivé látky pro lithiové baterie se vodivé kaly z uhlíkových nanotrubiček rozdělily do tří hlavních kategorií: jednostěnné, -několik{1}stěnné a více-stěnné. Mnoho nákupčích a výzkumných a vývojových pracovníků snadno zaměňuje umístění několika-uhlíkových nanotrubiček se stěnou, přičemž nejsou schopni rozlišit rozdíly mezi těmito třemi, pokud jde o strukturu stěny trubice, vodivostní účinnost, kompatibilitu procesu a cenu. Jen málo -stěnných uhlíkových nanotrubiček, jako přechodná kategorie mezi jednostěnnými a obyčejnými vícestěnnými-stěnami, zaznamenalo v posledních letech rychlý růst v aplikacích, jako jsou vysoko-niklové NCM, střední-až{11}}nízkokřemíkové křemíkové{12}}uhlíkové anody a sodíkové baterie{13}. Pokud je úsudek o výběru nepřesný, může to snadno vést k podprůměrnému výkonu nebo plýtvání rozpočtem. Vyjasnění základních rozdílů mezi těmito třemi je jediným způsobem, jak vybrat nejvhodnější vodivou kaši na základě ukazatelů výkonu článku, podmínek výrobní linky a rozpočtu. Shandong Tanfeng dosáhl hromadné výroby celé série jednostěnných, málostěnných a vícestěnných vodivých kalů z uhlíkových nanotrubiček a může poskytnout kompletní testovací zprávy a reference procesu formulace, což usnadňuje horizontální srovnávání a výběr pracovníkům výzkumu a vývoje.
I. Základní rozdíl mezi třemi původy z počtu stěn trubek, vyžadující profesionální charakterizační metody pro diferenciaci
Nejzákladnějším rozlišovacím ukazatelem pro vodivé kaly z uhlíkových nanotrubiček s jednou -, málo{1}} stěnou a více{2}} stěn je počet stěn trubice. To nelze rozlišit vizuální kontrolou vzhledu kejdy; autoritativní stanovení se musí spoléhat na TEM (transmisní elektronová mikroskopie) a Ramanovu spektroskopii.
Jednostěnné uhlíkové nanotrubice:Pouze 1 vrstva stěny trubky atomu uhlíku;
Několik-stěnných uhlíkových nanotrubiček:2-5 vrstev stěn trubice atomu uhlíku;
Obyčejné více{0}}stěnné uhlíkové nanotrubice:6 nebo více vrstev stěn trubky atom uhlíku.
Někteří prodejci na trhu označují několik-stěnných produktů jako jednostěnné-k prodeji. Posuzování pouze podle označení produktů může snadno vést k nesprávnému úsudku. Pro formální výběr lithiové baterie je nutné vyžádat si odpovídající nezpracovaná testovací data.
| Porovnávací položka | Jednostěnná vodivá suspenze CNT | Málo-stěnných vodivých kalů CNT | Vícestěnná vodivá suspenze CNT | Referenční základ |
|---|---|---|---|---|
| Počet stěn trubek | 1 vrstva | 2-5 vrstev | Větší nebo rovno 6 vrstvám | Průmyslová specifikace nanokarbonových materiálů |
| Typický průměr trubky | 1,2-2,0 nm | 2-5 nm | 8-15 nm | Statistika měření mikroskopie TEM |
| Raman I_D/I_G | 0.04-0.12 | 0.08-0.20 | 0.4-1.0 | Obecné charakterizační standardy CNT |
| Rozsah referenčních přísad na suché bázi | 0.05-0.20% | 0.15-0.40% | 0.2-0.60% | Údaje o složení pilotního pilota napájecí baterie |
Shandong Tanfeng poskytuje jasné zprávy o testování TEM a Raman pro každou šarži jednostěnné, málostěnné-a více{2}}stěnné vodivé kaše z uhlíkových nanotrubiček s jasně označenými vrstvami stěn trubek a rozsahy průměrů trubek, čímž se vyhnete rizikům při výběru v důsledku označení produktů, které neodpovídají skutečným materiálům.
II. Praktické aplikační rozdíly v konduktivním výkonu a schopnosti vytváření sítě
Hodnocení schopnosti tvorby vodivé sítě: Jednostěnná-stěna > Málo stěn-vícestěnná-. Jen málo-uhlíkových nanotrubiček může dosáhnout nárůstu vodivosti blížícího se jednostěnným-přičemž kompenzuje tendenci jednostěnných k aglomeraci.
Jednostěnné uhlíkové nanotrubice mají nejmenší průměr trubky a nejvyšší počet trubic na jednotku hmotnosti. Malé množství přísady může vytvořit hustou trojrozměrnou vodivou síť, která je vhodná pro scénáře s maximální hustotou energie. Jejich velký specifický povrch však vytváří vysoké riziko aglomerace, což vyžaduje přísné požadavky na procesy dispergace suspenze.
Jen málo -stěnných uhlíkových nanotrubiček si zachovává výhodu jemného průměru trubek, s více trubicemi na jednotku hmotnosti než více-stěnnými. Jejich vodivá účinnost je slabší než u jednostěnných-stěn, ale mnohem vyšší než u běžných vícestěnných-stěn. Tendence k zapletení mezi trubicemi se snižuje, čímž se účinně vyrovnává vodivost a potíže s rozptylem.
Vícestěnné uhlíkové nanotrubice mají vyspělou technologii. Spoléhají na překrývání stěn trubek při budování vodivých sítí, které vyžadují vyšší přídavky k dosažení ekvivalentních vodivých účinků. Jsou vhodné pro konvenční napájecí a akumulátorové baterie.
| Výkonnostní dimenze | Jednostěnná vodivá suspenze CNT | Málo-stěnných vodivých kalů CNT | Vícestěnná vodivá suspenze CNT |
|---|---|---|---|
| Efektivita výstavby vodivé sítě | Nejvyšší | Relativně vysoká | Střední |
| Pro ekvivalentní vodivost je vyžadován suchý základ | Nejnižší | Střední | Relativně vysoká |
| Silicon{0}}Schopnost vyrovnávací paměti pro zapletení uhlíkové anody | Vynikající | Dobrý | Průměrný |
| Zlepšení hustoty energie elektrod | Optimální | Dobrý | Průměrný |
Tovární případová studie:Projekt energetických článků testoval čistou vodivou kaši z jednostěnných uhlíkových nanotrubic. Výkon v malém- měřítku byl vynikající, ale během hromadné výroby bylo okno procesu rozptylování úzké a výtěžek kolísal. Po přechodu na vodivou kaši z uhlíkových nanotrubiček s několika stěnami Shandong Tanfeng s mírným zvýšením přídavku suché báze se rychlost buněk a cyklování přiblížily úrovním s jednou stěnou, výrazně se zlepšila stabilita výrobní linky a náklady na materiál byly kontrolovány.
III. Rozdíly ve vlastnostech zpracování kejdy a kompatibilitě výrobní linky
Hodnocení tolerance procesu: Vícestěnné- > Málo{1}}stěn > Jednostěnné-. Jen málo-stěnných uhlíkových nanotrubiček má nízké požadavky na úpravu výrobní linky; většina stávajících výrobních linek lithiových baterií může být přímo kompatibilní.
Jednostěnná vodivá kaše z uhlíkových nanotrubiček má úzké rozptylové okno. Nedostatečný smyk snadno způsobí aglomeraci, zatímco nadměrný smyk láme uhlíkové trubky. Některé výrobní linky potřebují upravit parametry předmísení, míchání a odpěňování.
Málo-stěnná vodivá kaše z uhlíkových nanotrubiček má nižší tendenci k aglomeraci než jednostěnná-. Bez výrazných úprav stávajících procesů-výroby kalů může dosáhnout lepšího elektrochemického výkonu než více{4}}stěn.
Procesy vodivých kalů z mnohostěnných uhlíkových nanotrubic byly ověřeny léty-výroby ve velkém měřítku. Nabízejí nejlepší kompatibilitu s výrobní linkou a největší odolnost proti chybám procesu.
IV. Rozdíly v ceně a postavení na trhu
Materiálové náklady od nejvyšší po nejnižší: Jednostěnné-> Málo{1}}stěnné > Vícestěnné-. Několik-zdí představuje nákladově-efektivní střední cestu, která je vhodná pro většinu středně-až{7}}vysokých-bateriových projektů.
Jednostěnné uhlíkové nanotrubice mají nízký výtěžek syntézy a komplexní čištění s nejvyššími celkovými pořizovacími náklady. Většinou se používají ve špičkových-projektech s dostatečným rozpočtem, jako jsou ultra-vysoká hustota energie a vysoké-křemíkové křemíkové-uhlíkové anody.
Jen málo -stěnných uhlíkových nanotrubic má nižší obtížnost syntézy a čištění než jednostěnné-, přičemž náklady jsou mezi nimi. V současnosti jsou nákladově-efektivní volbou pro baterie s vysokým-niklovým NCM, středním-až{6}}nízkým křemíkovým, křemíkovým-uhlíkovým a sodíkovým-iontovým bateriím.
Mnohostěnné uhlíkové nanotrubice mají vyzrálý průmyslový řetězec a významné efekty v měřítku při nejnižších nákladech. Jsou široce používány v konvenčních bateriích pro napájení a skladování energie.
Shandong Tanfeng pokrývá celou řadu jednostěnných, málo stěnových{1}}a více{2}}stěnných vodivých kalů z uhlíkových nanotrubiček s kompletními typy na bázi oleje-a vody-. Zákazníci si mohou přímo vybrat vícestěnné-pro snížení nákladů, několik-stěn pro zvýšení výkonu a jednostěnné-pro maximální výkon na základě umístění projektu.
V. Jak vybírat pro různé scénáře: Praktické body hodnocení
Absolutně optimální produkt neexistuje. Komplexní výběr by měl být založen na cílech výkonu buněk, podmínkách vybavení výrobní linky a rozpočtu. Před určením stupně sériové výroby se doporučuje provést paralelní řízené zkoušky v malém-měřítku.
Upřednostněte vodivý kal z jednostěnných uhlíkových nanotrubiček: Pursuing ultimate energy density, 10C or higher ultra-high rate, silicon content >20% vysoký-křemík a křemík-uhlíkové anody, dostatečný rozpočet a výrobní linky schopné optimalizovat disperzní procesy.
Upřednostněte vodivý kal z uhlíkových nanotrubic s několika stěnami-:Vysoko{0}}niklové-články, obsah křemíku 5-20 % střední-až{5}}nízkokřemíkové křemíkové-uhlíkové, sodíkové-iontové baterie, které chtějí vyšší výkon než vícestěnné a zároveň kontrolují náklady a snižují tlak na úpravy výrobní linky.
Upřednostněte více{0}}stěnnou vodivou kaši z uhlíkových nanotrubiček:Konvenční akumulátory energie NCM, LFP, s řízením nákladů jako hlavním zaměřením, splňující základní požadavky na vodivost.
Praktické tipy pro výběr:Nesuďte pouze podle názvu produktu; ujistěte se, že jste si ověřili data testování TEM a Raman. Při provádění srovnávacích experimentů musí být všechny ostatní suroviny a parametry procesu udržovány konzistentní s výjimkou vodivého kalu. Shandong Tanfeng může současně poskytovat srovnávací vzorky všech tří typů kalů, což zkracuje iterační cyklus výzkumu a vývoje.
Základní rozdíl mezi jednostěnnými, málostěnnými a vícestěnnými vodivými kaly z uhlíkových nanotrubiček pochází z počtu stěn trubek, což dále přináší vrstvené rozdíly ve vodivosti, charakteristikách zpracování a nákladech na materiál. Jednostěnné-mají nejvyšší strop výkonu, ale vysoké prahové hodnoty procesu a nákladů. Jen málo-zdí se nachází ve střední vrstvě, což vyvažuje výkon a stabilitu hromadné výroby. Vícestěnné-mají vysokou vyspělost a mimořádné nákladové výhody. Skutečný výběr by neměl slepě sledovat špičkové{10}}třídy, ale musí odpovídat indikátorům buněk, podmínkám výrobní linky a rozpočtu. Shandong Tanfeng vlastní kompletní výrobní technologii pro vodivé kaly z uhlíkových nanotrubiček s jedním-mnohem{13}}a více{14}}stěnnými, s kompletními testovacími údaji pro každý stupeň a může zákazníkům lithiových baterií poskytnout doporučení k výběru a procesní reference.